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稳定型橡塑高分子合金改性沥青的研究

稳定型橡塑高分子合金改性沥青的研究

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作者：张春茹山东建筑大学

学位级别：硕士

针对我国高等级公路沥青路面车流量大、重载、超载现象严重等特点,聚合物改性沥青已成为改善沥青路用性能常用的有效途径和发展方向,而废橡胶粉和废塑料又凭其资源丰富、价格低廉、加工工艺简单及其优质的路用性能被国内外广泛采用,其... 详细信息

针对我国高等级公路沥青路面车流量大、重载、超载现象严重等特点,聚合物改性沥青已成为改善沥青路用性能常用的有效途径和发展方向,而废橡胶粉和废塑料又凭其资源丰富、价格低廉、加工工艺简单及其优质的路用性能被国内外广泛采用,其中橡胶类改性剂对沥青低温性能改善明显,塑料类改性剂对沥青高温性能改善明显,如果能将废旧塑料和废旧橡胶合成一种新型的改性材料,发挥单一改性剂的优势,不仅改善沥青材料的路用性能,也会带来显著的社会价值和经济效益。本文从高效合金的理念出发,研究以废橡胶、废塑料为原料合成的高分子材料对沥青的改性效果。首先对橡塑改性沥青的制备工艺进行探索,确定改性剂和稳定剂的最佳掺量,制备性能优良的改性沥青;通过针入度体系下指标和SHRP沥青胶结料性能指标对比分析橡塑、橡胶、塑料、SBS改性沥青的性能,综合评价橡塑改性沥青对性能的改善;通过官能团分析、结构形态分析、相容性分析探讨橡塑改性沥青的改性机理,从微观尺度探索改性剂对沥青的影响;最后提出了橡塑改性沥青的技术要求。研究结果表明：由针入度分级指标软化点、60℃粘度、延度、针入度等评价橡塑改性沥青时,改性效果不如SBS改善明显;通过SHRP指标G/sinδ、δ、S、m等评价路用性能时,橡塑改性沥青的高、低温性能、疲劳性能等都显著提高,甚至高温性能优于SBS和橡胶改性沥青。通过DSR重复剪切试验研究发现：橡塑改性沥青的疲劳性能优于橡胶和塑料改性沥青,橡塑改性沥青有较好的抗疲劳特性;从红外光谱吸收峰特征分析发现橡塑改性剂和橡塑改性沥青的共混方式为物理共混,这就有效确保了橡塑合金过程中未改变橡胶和塑料的优势特性,确保其在和沥青共混的过程中不损伤两种物质的优势效果,从而赋予沥青较好的高温稳定性和低温抗裂性。合适的改性剂掺量是橡塑改性沥青形成紧密空间网络结构的必要条件;通过微观分析发现橡塑改性剂和沥青有较好的相容性,溶胀较充分,改性剂呈团状或絮状均匀的分散在沥青中,沥青相和改性剂相互穿形成空间网络结构,约束橡塑改性沥青的流动和变形,改善沥青的高温抗变形、低温抗开裂、抗疲劳和抗老化特性。本文基于室内试验,对不同掺量的橡塑改性沥青进行试验检测,提出了橡塑改性沥青的技术要求,指导橡塑改性沥青的生产和应用。

关键词：橡塑高分子合金改性剂性能机理官能团结构形态相容性

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