文档介绍：研究生:欧阳春发铮疍聚合物/填料复合物改性沥青性能与结构研究麵昵牍ぱР┦垦宦畚上海交通大学化学化工学院年学科专业:材料学研究方向:聚合物加工与改性指导教师:张隐西教授§/
聚合物/填料复合物改性沥青跄苡虢峁寡芯捅要本论文采用等密度方法,即预先混合聚合物与填料制备复合物,复合物在沥青中会吸收油份而溶胀,改变填料的用量从而调节聚合物与沥青的密度差异的方法,制备出高温贮存稳定的改性沥青,并研究了工艺条件和配方因素对聚合物/填料复合物力学和聚合物分子量分布的影响,系统考察了工艺条件和配方因素对聚合物/填料改性沥青性能与形态结构的影响,研制出性能优良、高温贮存稳定的苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物⑶饣疭、低密度聚乙烯改性沥青,并通过流变学分析方法及凝胶和溶胀测试探讨了聚合物与填料的相互作用,指出经过预混工艺填料改变了聚合物与沥青的密度差异,以此说明聚合物/填料改性沥青高温贮存稳定的原因;研究了基质沥青和聚合物改性沥青热氧老化过程,并分析了抗氧剂对基质沥青及聚合物改性沥青的影响,探讨了抗氧剂提高沥青耐老化性能的原简单共混改性及反应共混改性存在着缺点,前者往往不能制备出高温贮存稳定的改性沥青,给实际应用造成了困难;后者反应难以控制,制各高粘度改性沥青时存在高温贮存稳定的问题,同时对交联剂具有选择性、污染或成本高的特点。采用等密度方法将聚合物与填料预先共混制各的改性沥青不加入反应添加剂,回避了反应共混改性难以控制和环境污染问题,采用此方法可以制备出高温贮存稳定的不饱和聚合物⒈ズ途酆衔颯癓男粤で啵页杀镜土谑导视τ弥兴加量情况下填料的介入对改性沥青其它性能影响不大。研究了以高岭土和硅藻土为填料与は裙不欤竦昧烁咝阅堋⒏呶轮嫖定的不饱和聚合物男粤で啵τ么思际趸竦玫牟房梢月阒亟煌ǜ男粤で及透水路面用高粘度沥青的指标。系统考察了工艺条件ɑ旌衔露燃笆奔对吡胪粮春衔锪ρ阅芗癝分子量分布的影响。复合物制备中敫吡胪的共混温度宜在,时间为N露裙呋岬贾耂的降解,使得复合物在因。
沥青中不易分散,且增加能耗;温度过低复合物分散不均匀,且增加了预混时间,降低了加工效率。采用聚合物与填料预先混合的工艺对于获得高温贮存稳定的改性沥青非常重要,直接简单混合不能制备出高温贮存稳定的改性沥青。预混复合物中胩盍系呐浔榷愿男粤で嗟母呶轮嫖榷ㄐ阅苡凶胖匾S跋欤盍咸砑恿炕蚋呋低都不能获得高温贮存稳定的男粤で唷含量低于ナ备春衔镏懈吡胪练数为可以获得高温贮存稳定的改性沥青,吭%时,高岭土的份数宜为份;而当硅藻土的份数在时都可获得不同康母男粤で唷K孀臩用量的增加,改性沥青的软化点、粘度、高温动态力学性能都有大幅提高,且填料高岭土或硅藻土的介入对其性能影响不大。饱和聚合物上没有双键,使得不能通过反应共混来制备高温贮存稳定的改性沥青,因而饱和聚合物改性沥青的高温贮存稳定性一直是限制其道路应用的一大难题。采用预混工艺制备了高温贮存稳定的和聚合物改性沥青。复合物中高岭土的份数在时可以获得聚合物含量在ァ%高温贮存稳定的改性沥青。含量低于ナ保吡胪恋慕槿攵愿男粤で嗟牧ρА⑾嘈翁岸鞅湫阅苡跋焐跷ⅲ但含量较高时%和对改性沥青性能有一定的恶化。这可能是由于高岭土与预混过程中通过较强的相互作用而形成复合物,在与沥青的混合过程中高岭土与聚合物的较强相互作用阻隔了聚合物连续相的形成。当复合物中白炭黑的份数为时,可以获得高温贮存稳定的聚合物含量为ァ%的改性沥青。白炭黑的介入对改性沥青的其它性能影响不大。随着聚乙烯广泛应用于道路沥青,采用等密度方法制各的高温贮存稳定的聚乙烯改性沥青有着很好的应用前景。采用流变学方法和凝胶及溶胀测试研究了聚合物/填料复合物改性沥青的结构及高温贮存稳定机理。基质沥青在所测试温度范围内为简单牛顿流体,而聚合物/填料复合物改性沥青为非牛顿流体,在一定的剪切速率下牛顿流体转变为非牛顿流体。改性沥青存在着简单的剪切变稀,而男粤で啻嬖谧帕礁黾羟斜稀区域,填料的介入加剧了这一行为。蕉握扯饶P捅砻骶酆衔锛疤盍显龃了聚合物的结构取向,说明聚合物与填料的预先共混存在着一定程度的相互作用,这一作用使得在改性沥青制备当中聚合物与填料存在结合,通过改变二者的配比及Ⅱ
复合物密度的变化从而改变聚合物与沥青之间密度的差异,在适当的密度下改性沥青达到了高温贮存稳定。不饱和聚合物由于存在双键导致其制各的改性沥青耐久性不足,特别是功能性路面如透水路面,由于聚合物用量大及路面开级配设计等特点,在实际应用中降低了道路的使用寿命、增大了道路养护费用。采用常规分析和红外光谱分析,研究了基质沥青和男粤で嗟睦匣阅埽⑼ü砑涌寡跫粱竦昧四屠匣阅苡乓斓基质和聚合物改性沥青。老化使得沥青的软化点及粘度增大,而针入度和延度降低,在红外谱图上主要表现为羰基峰的增大,而亚砜基峰的变化趋势和老化时间及强度相关,老化之初亚砜基峰增大,但随后又减少。