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基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理

江苏大学学报（自然科学版） 2005年第6期26卷 529-532页

作者：肖鹏康爱红李雪峰河海大学土木工程学院江苏南京210098 扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州225009

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青,基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团进行分析,通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青的四种红外光谱图,揭示了SBS改性沥青的... 详细信息

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青,基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团进行分析,通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青的四种红外光谱图,揭示了SBS改性沥青的共混机理.结果表明SBS物理改性沥青的红外光谱图为基质沥青与SBS红外光谱图的简单叠加,说明SBS与基质沥青只是简单的物理共混共容.而SBS化学改性沥青的红外光谱图却有略微变化,说明由于SBS与基质沥青在强剪切力作用下的溶混炼以及稳定剂的添加,其中少量的SBS发生断裂,产生大分子自由基,从而与基质沥青发生化学反应,SBS之间发生交联反应而SBS与基质沥青之间发生了接枝反应.利用红外光谱法还可以测定SBS改性沥青中SBS的含量,从而评价SBS改性沥青的技术性能.

关键词： SBS 改性沥青红外光谱高速剪切共混机理

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表面活化胶粉与乳化沥青共混机理与效果研究

表面活化胶粉与乳化沥青共混机理与效果研究

作者：林增耀华南理工大学

学位级别：硕士

将胶粉应用于路面建养领域是废轮胎橡胶资源化利用的重要途径。热拌橡胶沥青存在施工能耗高、气味重等缺点,而以乳化沥青为胶结料的冷拌沥青混合料具有节能环保、施工便捷等优点。将胶粉加入冷拌沥青混合料中是进一步提升胶粉用量、发... 详细信息

将胶粉应用于路面建养领域是废轮胎橡胶资源化利用的重要途径。热拌橡胶沥青存在施工能耗高、气味重等缺点,而以乳化沥青为胶结料的冷拌沥青混合料具有节能环保、施工便捷等优点。将胶粉加入冷拌沥青混合料中是进一步提升胶粉用量、发挥胶粉弹性、缓解胶粉改性沥青气味的有效途径之一。然而由于乳化沥青常温拌和的工艺因素及胶粉表面呈惰性等原因,胶粉与乳化沥青之间往往缺乏良好的界面粘结,这导致冷拌沥青混合料抗裂耐久性能变差。为解决上述问题,本文重点分析乳化沥青与胶粉之间的共混效应,通过表面处理方法增强胶粉表面活性从而改善乳化沥青与胶粉之间的界面粘附效果,进而为添加胶粉的冷拌沥青混合料路用性能提升提供理论基础。本论文通过等离子体工艺制备表面活化胶粉,采用接触角试验、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能谱（EDS）、傅里叶红外光谱（FTIR）以及BET表面吸附试验对普通胶粉以及表面活化胶粉的微观物理-化学特性进行分析。结果表明经等离子体处理得到的表面活化胶粉表面出现丰富的孔隙以及层次结构,比表面积得到显著提升。活化后胶粉BET比表面积由0.9134 m·g提升至1.6534 m·g,提升幅度达到了81%。等离子体为活化胶粉表面引入大量羟基、羧基等含氧极性官能团。胶粉表面含氧量得到显著提升,由6.15%提升至11.35%。硫元素含量降低,由3.5%降低至2.22%,说明等离子体对胶粉起到了微脱硫作用。由于表面极性的增强,胶粉的接触角由137.8°降低至2.6°,胶粉活化前后微观性能的变化说明等离子体可以有效对胶粉表面进行脱硫活化。本论文通过制备活化胶粉-乳化沥青共混悬浮液,采用流体旋转流变仪分析共混悬浮液的流变特性,通过应力扫描获取悬浮液储存模量G'和耗能模量G″,以此分析活化胶粉在乳化沥青体系中的分散性能。结果表明在0.1%-1000%的应力范围,活化胶粉-乳化沥青悬浮液的G'/G″比值小于普通胶粉-乳化沥青共混悬浮液,说明活化胶粉在乳化沥青中分散性优于普通胶粉。制备胶粉-乳化沥青胶浆并采用布氏黏度计研究乳化沥青胶浆黏度随时间的变化情况以分析胶粉对乳化沥青破乳速度的影响。结果表明,添加活化胶粉的乳化沥青胶浆在5min时黏度达到较大值43.5 Pa·s,添加普通胶粉的乳化沥青胶浆在9min黏度达到较大值41.1Pa·s,说明活化胶粉的添加能够加速乳化沥青的破乳。本论文通过低温蒸发法获取胶粉-沥青共混物样品。采用动态剪切流变仪DSR对不同胶粉掺量、胶粉目数组合的普通胶粉-沥青共混物以及活化胶粉-沥青共混物进行了温度扫描、MSCR、频率扫描试验,同时采用拉伸试验分析胶粉-沥青共混物拉伸特性。结果表明,胶粉活化后,在同一温度下共混物的车辙因子数值提升10%～15%,弹性恢复率得到小幅提升,拉伸性能也得到了增强。胶粉的表面活化增强其与沥青的界面粘附特性,提升共混物高温性能。同时可以发现,表面活化工艺对细胶粉的活性增强效果较好。本论文采用不同处理功率,不同处理时间处理胶粉,分析胶粉活化前后氧元素含量、硫元素含量、BET比表面积、接触角四个指标变化情况,并采用PCA主成分分析法提取出表征胶粉活化效率的参数。综合考虑PCA得分系数、工艺复杂程度和经济效益,认为300w处理功率和300s处理时间的工艺参数组合能使胶粉的整体活性达到最优。另外,论文从胶粉与沥青粘结效果出发研究最佳工艺参数组合,制备了不同活化参数组合处理得到的胶粉-沥青共混物并分析其软化点、针入度、70℃车辙因子、82℃车辙因子、拉伸最大力,并根据这些样品的综合力学性能筛选最优工艺参数。结果表明,在采用旋转处理,处理功率设置为300w,处理时间设置为300s时,胶粉的表面活性最强,同时胶粉和沥青的粘结效果最佳。因此将300w处理功率,300s的处理时间作为等离子体活化胶粉的最佳工艺参数。

关键词：等离子体表面活化胶粉乳化沥青共混机理界面作用

微波辐射活化废胶粉改性沥青性能及共混机理研究

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微波辐射活化废胶粉改性沥青性能及共混机理研究

作者：马爱群扬州大学

学位级别：硕士

随着我国经济的迅猛发展，汽车保有量逐年迅速增长，我国已经开始面临大量废旧轮胎的处理问题。而已有的研究表明废胶粉能改善沥青的路用性能。废胶粉改性沥青将危及人们生活环境的污染物废橡胶与沥青性能的改善结合起来，降低改性沥青... 详细信息

随着我国经济的迅猛发展，汽车保有量逐年迅速增长，我国已经开始面临大量废旧轮胎的处理问题。而已有的研究表明废胶粉能改善沥青的路用性能。废胶粉改性沥青将危及人们生活环境的污染物废橡胶与沥青性能的改善结合起来，降低改性沥青的生产成本，赋予改性沥青特殊的性能，是集节能、环保和新产品开发为一体的不可再生能源再生利用的有效途径。废胶粉改性沥青和沥青混合料在我国公路工程中的应用前景广阔。由于废胶粉改性沥青性能不稳定，关键问题并未解决，因此一直未能实现大规模的生产和应用。对废胶粉表面进行活化，从而提升废胶粉改性沥青性能，已经成为促进其推广和应用的关键技术。本论文在分析总结前人研究成果的基础上，提出了微波辐射活化废胶粉的工艺，并对微波辐射废胶粉改性沥青及混合料进行了大量试验和研究，为废胶粉改性沥青的推广开辟了一条新路。本论文首先研究了废胶粉和沥青之间的相互作用，提出了废胶粉改性沥青的制备工艺。试验结果表明：80目的废胶粉对于沥青的改性是适宜的，废胶粉的最佳掺量为15％～20％;制备的工艺宜选择180℃条件下，以7000rpm的速度剪切1小时左右。性能测试发现废胶粉改性可以提高沥青的软化点和低温延度，而针入度却明显的降低。研究发现废胶粉的存储稳定性并不是很好，废胶粉和沥青之间相容性差。本文根据道路沥青特点，提出了微波辐射的表面活化方法，使废胶粉在处理后能够更好的与沥青相容。通过正交设计考察了微波功率和辐射时间对辐射废胶粉改性沥青性能的影响。结果表明：微波活化有一个最佳功率和最佳时间的组合：功率1000w，时间60s。本论文采用常规、非常规试验方法和美国SHRP方法对废胶粉改性沥青和微波辐射废胶粉改性沥青及其混合料技术性能进行测试，得到两种改性沥青的性能指标，并对试验结果进行分析和对比。对比评价的结果：微。波辐射废胶粉改性沥青的温度敏感性能、高温性能、低温性能、抗老化性能以及存储稳定性能均好于普通废胶粉改性沥青的性能。而沥青混合料和沥青对应的性能指标评价结论也是比较的一致。通过电子扫描显微镜(SEM)形貌观测及X射线能谱仪元素分析和废胶粉的溶胀试验研究了微波辐射废胶粉的活化机理。利用电子扫描显微镜(SEM)、红外光谱(IR)、差示热量扫描(DSC)、核磁共振(NMR)等现代分析技术研究了微波辐射废胶粉改性沥青的共混机理。研究结果较好地说明了微波辐射活化技术的效用，同时也验证了其对沥青改性性能的优越性。本论文得到的试验数据和研究成果对废胶粉改性沥青的推广和应用具有较大的意义。

关键词：废胶粉改性沥青微波辐射活化共混机理

纳米ZnO/SBS改性沥青性能及共混机理研究

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纳米ZnO/SBS改性沥青性能及共混机理研究

作者：李雪峰扬州大学

学位级别：硕士

纳米粒子作为一类用于对沥青进行改性的新型材料，由成为改性沥青研究的新方向。本文在对国内外改性沥青研究现状和纳米材料发展与应用研究的基础上，首次采用纳米ZnO和SBS作为沥青改性剂，研究纳米ZnO／SBS改性沥青的路用性能和改性机... 详细信息

纳米粒子作为一类用于对沥青进行改性的新型材料，由成为改性沥青研究的新方向。本文在对国内外改性沥青研究现状和纳米材料发展与应用研究的基础上，首次采用纳米ZnO和SBS作为沥青改性剂，研究纳米ZnO／SBS改性沥青的路用性能和改性机理，为纳米材料改性沥青的研究、发展和应用奠定基础。本文选取了三种基质沥青—国产泰州中海70#、日本加德士70#和沥青泰州中海90#沥青，采用了两种线型结构SBS改性剂—韩国生产的LG501和岳阳石油化工公司生产的YH-791，选用了中国科学院化工冶金研究所和陕西中科纳米材料股份有限公司生产的威特牌纳米ZnO，进行改性沥青的相关试验。本文从纳米ZnO／SBS改性沥青的制备工艺出发，在参考国内外改性沥青和纳米材料的制备方法研究成果的基础上，结合实验室实际情况，提出了三种制备纳米ZnO／SBS改性沥青的方案：高速剪切法、母液法和研制粉末状纳米ZnO／SBS改性剂机械搅拌法。对比这三种制备方法下制备的纳米ZnO／SBS改性沥青的相关技术性能，结果表明：采用溶剂法制备纳米氧化锌／SBS改性沥青，能够充分发挥纳米氧化锌的特性，使SBS在改性沥青中分散均匀，从而使其改性沥青的高温性能、低温性能、抗老化性能等都有明显的改善与提高。最终采用母液法制备纳米ZnO／SBS改性沥青，并研究了在此方法下改性剂剂量、反应温度、时间等主要制备工艺因素对改性沥青性能的影响。采用剂量为5％的SBS(LG501)，和5种剂量下(1％，3％，5％，7％，9％)的纳米ZnO，对加德士70#基质沥青进行改性，通过溶剂法制备纳米ZnO／SBS改性沥青，采用SBS改性沥青的常规和非常规试验方法，对其性能进行试验与评价，得出以下结论：随着纳米ZnO剂量的增加，改性沥青的温度敏感性、低温性能、抗老化性能基本上呈现逐渐增高的趋势，尤其是5℃延度表现的比较明显，最高达到了90cm以上。随着纳米ZnO剂量的增加，纳米ZnO／SBS改性沥青的软化点稍有下降，但变化不明显，因此认为其高温性能变化不大。综合考虑确定SBS和纳米ZnO剂量均在5％的情况下，纳米ZnO／SBS改性沥青的性能达到了很好的效果。以加德士70#为基质沥青，加入改性剂制备得到的纳米ZnO改性沥青、SBS改性沥青和纳米ZnO／SBS改性沥青，通过对比沥青的相关技术性能，以及通过马歇尔和车辙试验得到的稳定度和动稳定度这两项指标，可以很明显的看出，改性沥青的高温性能、低温性能以及混合料高温性能与水稳定性能，从差到好依次为：基质沥青、纳米ZnO改性沥青、SBS改性沥青和纳米ZnO／SBS改性沥青。通过荧光显微照相和电镜技术对纳米ZnO／SBS改性沥青进行微观结构改性效果的分析，并对纳米ZnO／SBS改性沥青红外吸收光谱图和核磁共振氢谱图的分析对其共混机理进行了研究与探讨。结果表明：纳米ZnO／SBS改性沥青的制备是一个复杂的物理化学过程，改性过程中既发生了物理变化也发生了化学变化。SBS与沥青主要是以物理改性为主，而纳米ZnO与沥青主要是以化学改性为主。

关键词：纳米ZnO SBS 改性沥青路用性能共混机理

基于红外光谱法的SBS改性沥青共混机理分析

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华东公路 2006年第3期 78-81页

作者：杨荣臻肖鹏扬州市公路管理处江苏扬州215009 扬州大学建筑科学与工程学院江苏扬州215009

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青,基质沥青采用日本加德士70#,SBS为岳阳化工厂生产的YH-791型线型结构。基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团的分析与探讨,通过比较基质沥青、SBS、... 详细信息

采用高速剪切工艺在实验室制备了SBS物理和化学改性沥青,基质沥青采用日本加德士70#,SBS为岳阳化工厂生产的YH-791型线型结构。基于红外光谱法对SBS改性沥青中沥青的杂原子化合物及SBS中特征官能团的分析与探讨,通过比较基质沥青、SBS、SBS物理改性沥青及SBS化学改性沥青这四种红外光谱图,揭示了SBS改性沥青的共混机理。结果表明SBS物理改性沥青的红外光谱图为基质沥青与SBS红外光谱图的简单叠加,说明SBS与基质沥青只是简单的物理共混共容。而SBS化学改性沥青的红外光谱图却有略微变化,这是由于SBS与基质沥青在强剪切力作用下的溶混炼以及稳定剂的添加,其中少量的SBS发生断裂,产生大分子自由基,从而与基质沥青发生化学反应的结果,SBS之间发生交联反应而SBS与基质沥青之间发生了接枝反应。利用红外光谱法还可以测定SBS改性沥青中SBS的含量,从而评价SBS改性沥青的技术性能。对于这方面工作,有待进一步探讨与深入研究。

关键词：红外光谱法 SBS 改性沥青高速剪切共混机理

冷冻预处理对纳米纤维素/聚乙烯醇膜性能的影响

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林产化学与工业 2013年第3期33卷 24-30页

作者：吴鹏刘志明赵煦谢成方桂珍东北林业大学材料科学与工程学院生物质材料科学与技术教育部重点实验室黑龙江哈尔滨150040

采用碱预处理硫酸水解法制备出具有纤维素Ⅱ型的纳米纤维素(NCC)。通过共混和冷冻预处理共混制得不同质量分数纳米纤维素的NCC/聚乙烯醇(PVA)膜。采用傅里叶变换红外光谱、环境扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、热重分析仪对复合膜... 详细信息

采用碱预处理硫酸水解法制备出具有纤维素Ⅱ型的纳米纤维素(NCC)。通过共混和冷冻预处理共混制得不同质量分数纳米纤维素的NCC/聚乙烯醇(PVA)膜。采用傅里叶变换红外光谱、环境扫描电子显微镜、紫外可见分光光度计、热重分析仪对复合膜的微观形貌、纳米纤维素的分散情况、透光率、拉伸强度、断裂伸长率和热学性能进行表征,结果表明:同PVA膜对照样相比,添加质量分数0.5%的NCC对共混膜有较好的增强作用,拉伸强度提高15%,对透光率影响不大,能很好的分散在NCC/PVA共混膜内;冷冻预处理使纳米纤维素在NCC/PVA共混膜内分散更好,拉伸强度提高了16%,透光率与对照样透光率相比基本持平。

关键词：冷冻预处理纳米纤维素共混膜共混机理透光率

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水性环氧树脂-乳化沥青共混物特性分析

建筑材料学报 2018年第3期21卷 414-419页

作者：周启伟凌天清郝增恒吴雪柳李璐徐光红重庆交通大学土木工程学院重庆400074 重庆市智翔铺道技术工程有限公司重庆400067

采用乳化沥青、水性环氧树脂及固化剂制备了不同配比(质量比)的共混物,通过室内试验分析了共混物的力学性能、凝胶特性及流变行为,并采用荧光显微镜和红外光谱分析仪对共混物的微观相结构和共混机理进行了分析.结果显示:在水泥试块上刷... 详细信息

采用乳化沥青、水性环氧树脂及固化剂制备了不同配比(质量比)的共混物,通过室内试验分析了共混物的力学性能、凝胶特性及流变行为,并采用荧光显微镜和红外光谱分析仪对共混物的微观相结构和共混机理进行了分析.结果显示:在水泥试块上刷涂乳化沥青与环氧树脂配比为5∶5的共混物后,水泥试块在25,45℃下的拉拔强度最大值分别为3.37,1.98MPa;当乳化沥青与环氧树脂的配比为5∶3时,共混物的拉伸强度和断裂伸长率分别为3.47MPa和38%,且均出现拐点;共混物的凝胶时间随温度和环氧树脂比例的增加而缩短,当乳化沥青与环氧树脂的配比为5∶5时,其50℃的凝胶时间缩短为10min左右;共混物的相结构随环氧树脂比例的增加而改变,当乳化沥青与环氧树脂的配比为5∶3时,其相结构发生逆转,环氧树脂为连续相,乳化沥青为分散相;共混物的储能模量、损耗模量和玻璃化转变温度均随环氧树脂比例的增加而增大,当乳化沥青与环氧树脂的配比为5∶3时其玻璃化转变温度最大为70℃;共混物的共混方式为物理共混.建议乳化沥青与环氧树脂的配比不宜超过5∶3.

关键词：共混物力学性能凝胶特性相结构流变行为共混机理

共混型热塑性弹性体材料在电线电缆方面的研究进展

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绝缘材料 2019年第10期52卷 1-7页

作者：刘标蔡会武党智敏王思蛟西安科技大学化学与化工学院陕西西安710054 清华大学电机工程系电力系统及发电设备控制和仿真国家重点实验室北京100084

本文介绍了共混型热塑性弹性体材料(TPE)的共混机理,归纳了影响共混物性能的主要因素,总结了共混型TPE在电线电缆方面的研究进展及应用现状,并对未来的研究方向提出了展望。

关键词： TPE 共混机理动态硫化应用现状

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纳米ZnO/橡胶粉复合改性沥青的性能研究

公路交通科技（应用技术版） 2013年第11期9卷 23-27页

作者：杨晨光赵士峰陕西省交通建设集团公司陕西西安710075 长安大学陕西西安710064

纳米粒子作为一种对改性沥青性能有所提高的新型材料,已经逐渐的成为改性沥青研究的新方向。本文主要将纳米ZnO粒子和橡胶粉同时加入处于熔融状态的基质沥青中,先普通搅拌然后高速剪切制备纳米ZnO/橡胶粉改性沥青。对纳米ZnO/橡胶改性... 详细信息

纳米粒子作为一种对改性沥青性能有所提高的新型材料,已经逐渐的成为改性沥青研究的新方向。本文主要将纳米ZnO粒子和橡胶粉同时加入处于熔融状态的基质沥青中,先普通搅拌然后高速剪切制备纳米ZnO/橡胶粉改性沥青。对纳米ZnO/橡胶改性沥青的常规技术指标和温度影响进行对比与评价,同时分别研究橡胶对改性沥青的改性机理、纳米ZnO对改性沥青的改性机理,以及他们综合改性机理的研究与探讨,并对改性剂材料进行可行性经济分析。结果表明,同时采用搅拌和高速剪切法制得的纳米ZnO/橡胶粉改性沥青可以很好发挥纳米ZnO的特点,改善橡胶粉在沥青中的分散效果,从而使改性沥青的各项性能(特别是高低温性能)有明显的改善与提高,并且指导施工过程中的温度控制和经济可行性。

关键词：道路工程纳米氧化锌橡胶粉改性沥青性能共混机理