SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理

利用宏观和微观分析相结合的方法,定量分析了SBS改性沥青超热老化模式下氧化与挥发的贡献机理。通过研究不同老化温度下常规三大指标,DSR流变车辙因子分别在空气氛和高纯氮气氛下老化的衰变规律,并结合傅里叶变换红外光谱微观表征手段,定量计算出SBS改性沥青超热老化过程中氧化与挥发的贡献率,得出SBS改性沥青在超热老化模式下,其老化机理是以SBS分子中的双键被氧化为主要因素,但随着超热老化温度升高,小分子挥发等非氧化因素逐渐成为超热老化的又一主要因素。宏观分析中,从普通老化的163℃到超热老化的198℃,氧化与挥发对SBS改性沥青针入度衰减的贡献率比由6∶4变为1∶1;对延度衰减的贡献率比由7∶3变为1∶1;对车辙因子的贡献率比由24∶1变为2∶1;而红外光谱微观分析中,氧化与挥发对SBS改性沥青超热老化后不饱和双键的衰减贡献率比由7∶3变为1∶1。     

微观尺度下浇筑式沥青混合料超热老化机理

为了揭示浇筑式沥青混合料超热老化机理,采用傅里叶红外光谱法（FTIR）和热失重法(TG)实时追踪扫描了微观尺度下浇筑式沥青不同超热温度下分子基团以及轻质组分的变化规律,分析了超热温度下挥发和氧化对改性沥青老化的影响进程.结果表明：在超热温度下,挥发对浇筑式沥青混合料老化所起的作用明显,并且一直贯穿整个超热老化过程,而氧气浓度决定了氧化在其整个老化过程中的作用时间,在高氧气浓度下,氧化主要发生在老化前期,而老化后期轻质组分的挥发起主导作用.     

增韧型环氧树脂含量对沥青混合料性能的影响

针对环氧沥青材料在钢桥面铺装中的应用,制备了增韧型环氧沥青混合料。测试了树脂用量对沥青混合料马歇尔稳定度和施工可操作时间的影响,并评价了不同树脂用量下增韧型环氧沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性能及抗疲劳性能。结果表明:增韧型环氧树脂用量对沥青混合料的性能有显著影响,当其用量为40%时,增韧型环氧沥青混合料具有优异的路用性能,且施工可操作时间较长。增韧型环氧沥青混合料能够满足钢桥面铺装对材料性能的要求。     

脱油沥青复合改性沥青混合料性能评价研究

利用脱油沥青(DOA)生产道路沥青是行之有效的技术方案。考察了制备方式对DOA/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)复合改性沥青混合料性能的影响,评价了复合改性沥青混合料的高温稳定性、低温抗裂性、水稳定性及疲劳性能,并分析了其经济性。结果表明,掺入DOA能提高沥青混合料的高温性能,但对混合料的低温抗裂性、疲劳性能和水稳定性有消极影响;DOA改性沥青与SBS复合后,混合料的低温性能、水稳定性及疲劳性能均有所改善,高温性能更为优异。综合考虑混合料的路用性能,确定合理的DOA掺量为20%(质量分数)。DOA/SBS复合改性沥青不但保证了路用性能要求,而且还能有效地降低成本,经济效益显著,可以应用于公路工程。     

动态二硫键自修复聚氨酯改性沥青的制备和性能

为提高沥青路面的长期抗开裂性,开发了一种基于动态二硫键自修复聚氨酯改性沥青.以胱胺二盐酸盐为原料合成了含二硫键的聚氨酯扩链剂（CY-OA）,再通过分步共聚合成了二硫键交联聚氨酯弹性体（PU-SS）,并与沥青混合得到自修复聚氨酯改性沥青（PSA）,研究了PU-SS和PSA的物理化学性能、微观形态和自修复性能.结果表明,PU-SS的掺入提高了沥青的低温抗变形能力,其动态二硫键的自修复机制促进了沥青固有的自修复能力,实现了协同修复.     

纳米碳酸钙包覆微米硅灰石复合矿物颗粒研究

研究了纳米碳酸钙包覆微米硅灰石颗粒的工艺条件，确定了合理的因素水平(如Ca(OH)2浓度、CO2的通入速率、反应温度、搅拌速度、添加剂的种类、添加剂的加入量、被包覆粒子的浓度等)，使纳米碳酸钙均匀细密地包覆于微米硅灰石颗粒表面。在PP中的填充试验表明，这种纳米碳酸钙包覆的硅灰石用作填料，聚丙烯的冲击强度提高了50％。     

SBS改性沥青超热老化机理及疲劳特性

为了揭示不同超热温度对SBS改性沥青的微观机理及疲劳特性的影响,采用傅里叶变换红外光谱法和凝胶渗透色谱法(GPC)实时追踪扫描了细观尺度下SBS改性沥青在不同超热温度的分子基团的变化规律。通过红外光谱定量分析发现,SBS改性沥青在250℃的老化温度下,与163℃老化相比羰基峰高提高了17倍,峰面积提高了7倍;GPC分析结果表明,随着超热老化温度升高,SBS改性沥青的重均相对分子质量明显降低,GPC峰的扩展值逐渐增大,证明老化程度在增加,因此不同超热温度对SBS改性沥青老化影响显著;通过研究SBS改性沥青混合料组合结构疲劳特性发现,随着超热老化温度的升高,SBS改性沥青混合料的复合梁疲劳寿命逐渐减小,SBS改性沥青超热老化趋势明显,沥青胶结料明显硬化。因此,采取措施降低SBS改性沥青混合料的超热拌和温度,或开发新型抗氧能力强的改性剂替代传统SBS改性沥青的SBS改性剂,对提高SBS改性沥青混合料在钢桥面铺装中的使用寿命具有重要意义。     

复合改性新型苯乙烯-丁二烯弹性体TVA发泡材料的研究

为研制高性能的新型苯乙烯-丁二烯弹性体(TVA)发泡鞋底材料,以偶氮二甲酰胺(AC)作为发泡剂,过氧化二异丙苯(DCP)作为交联剂,加入乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)和二元乙丙橡胶(EPR)对TVA进行改性,用化学模压发泡法成型了TVA发泡材料.实验结果表明,改性剂EVA和EPR的加入,可以使得发泡材料的撕裂强度,耐压缩强度以及耐磨性等性能得到提升;高压毛细管流变分析发现,加入EVA可以提高材料的流动性,而加入EPR则会降低其流动性.考虑到各方面的影响因素,最终确定TVA/EVA/EPR三元共混体系的最佳配方,所制得的TVA发泡材料性能优异,具有较大的实际应用价值.     

环境条件对自制环氧树脂粘结剂性能的影响

对一种新型的钢桥面铺装用环氧树脂粘结剂评价其基本性能,并通过拉拔试验研究不同环境条件对其粘结性能的影响。结果表明,环氧树脂粘结剂具有良好的力学性能、高温性能、低温性能、抗渗水性和耐腐蚀性;高温条件将导致其粘结性能下降;盐雾环境、酸雾环境、浸水环境、冻融环境及放置时间等因素对环氧树脂粘结剂的粘结性能影响较小,均表现出优异粘结性能。     

氧化石墨烯水性粘结涂层性能研究

主要研究常温下氧化石墨烯(GO)水分散效果以及不同浓度GO对水性粘结涂层性能的影响。采用纳米粒度及Zeta电位分析仪、附着力测试仪和万能试验机进行测试及表征。结果表明,GO在去离子水、硼酸和碳酸氢钠三种分散液中的水分散性效果测试,得出去离子水的分散效果最好;GO掺量为0.2‰～0.3‰时,拉拔强度、拉伸强度以及断裂延伸率分别提高了85.6%,118%和65.8%。同时也验证了氧化石墨烯水性粘结涂层的低温柔韧性、高温稳定性、耐酸碱性以及抗渗透性等,均能满足使用要求。