穩(wěn)定劑對SBS改性瀝青性能影響的研究

1、年月石油瀝青第卷第期試驗與研究穩(wěn)定劑對改性瀝青性能影響的研究王鐵寶賈鵬李亞娟河北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院（天津）中國民用航空大學(xué)理學(xué)院（天津）摘要研究了穩(wěn)定劑對改性瀝青微觀組織形貌和性能的影響。結(jié)果表明：穩(wěn)定劑的加入提高了改性瀝青的軟化點；改善和基質(zhì)瀝青的相溶性，從而提高了改性瀝青的熱儲存性能；并得出了穩(wěn)定劑的較佳劑量為。關(guān)鍵詞改性瀝青相溶性穩(wěn)定刺顯微照片儲存穩(wěn)定性軟化點中國高等級公路的迅速發(fā)展，以及交通量的迅猛增長，帶動了高品質(zhì)瀝青尤其是改性瀝青的發(fā)展。近些年來，改性瀝青成為國內(nèi)外應(yīng)用較廣泛的改性瀝青，由于能同時改善瀝青的高低溫性能、疲勞壽命、抗撕裂強度和硬度，因此在道路瀝青中占有很大份額

2、。但是本身的性質(zhì)決定其與瀝青的相溶性差，與瀝青只是部分相溶，在高溫儲存時容易發(fā)生相分離。儲存穩(wěn)定性不好的改性瀝青直接影響使用性能口，因此這一直是道路工作者關(guān)注的熱點。通過物理手段只能有限地改善和瀝青的相溶性，為了改善在瀝青中的分散，本課題組研究了穩(wěn)定劑對改性瀝青的儲存穩(wěn)定性以及其它性能的影響。試驗部分試驗原料采用的瀝青為一重交通道路石油瀝青，其性能指標如表所示。改性劑采用（星型），為白色多孔粒狀結(jié)構(gòu)，北京燕山石化公司產(chǎn)品。穩(wěn)定劑：，浙江紹興化工有限公司產(chǎn)品。表項目試樣制備將基質(zhì)瀝青加熱到左右，然后放入改性劑（本研究加入量均為），先低速剪切，然后在、條件下混合分散，制得改性瀝青。在改性劑充分溶脹

3、的基礎(chǔ)上加入穩(wěn)定劑后繼續(xù)攪拌后即可制得成品改性瀝青。改性瀝青性能測試）常規(guī)性能測試改性瀝青的軟化點、針入度、延度的測試分別按、進行。）存儲穩(wěn)定性試驗改性瀝青的高溫儲存穩(wěn)定性可用離析試驗來評價。離析試驗是將改性瀝青加熱后倒入鋁制牙膏皮中（直徑，高），將其密封后在垂直靜置后取出，然后放入到一的冰箱中冷卻，將冷卻的試管取出后平均分成三段，分別對上下兩部分的軟化點進行測定。根據(jù)軟化點的差值來判斷改性瀝青的穩(wěn)定性，差值越小，說明穩(wěn)定性越好。一基質(zhì)瀝青的性能指標性能指標試驗結(jié)果與分析穩(wěn)定劑對高溫性能的影響穩(wěn)定劑對改性瀝青的軟化點、針入度的影響如圖所示。由圖可以看出，穩(wěn)定劑收稿日期：。作者簡介：王鐵寶男，助

4、教，碩士從事材料性能方面的研究，河北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院。軟化點針入度（）延度（）延度（）第期王鐵寶等穩(wěn)定劑對改性瀝青性能影響的研究加入后，能夠使改性瀝青的軟化點進一步升高，且隨著穩(wěn)定劑含量的增大改性瀝青的軟化點有一直增高的趨勢，但改性瀝青軟化點的提高幅度逐漸變緩；穩(wěn)定劑的加入使改性瀝青的針入度有所降低，但是隨著含量的逐漸增大，針入度也逐漸增大，整體看來穩(wěn)定劑的加入對改性瀝青的針入度影響不明顯。穩(wěn)定劑之所以能使改性瀝青軟化點升高主要是因為穩(wěn)定劑和基質(zhì)瀝青的某些組分及發(fā)生了交聯(lián)反應(yīng)，同時降低相界面的表面張力，增加兩相之間的親和力，使改性瀝青中的聚合物相與基礎(chǔ)瀝青相之間形成一層比較厚的相界面

5、吸附層，增大了瀝青的粘度。七；篁群穩(wěn)定劑含毽圖穩(wěn)定劑的摻量對軟化點、針入度的影響穩(wěn)定劑對低溫性能的影響在低溫下，瀝青中分子鏈段流動速度下降，分子間距離縮短，分子作用力增加，結(jié)果會使瀝青基材脆性增加，因此改性瀝青的低溫延度是評價瀝青低溫性能的一個重要指標。圖是穩(wěn)定劑的不同含量對改性瀝青低溫性能的影響。從圖可以看出穩(wěn)定劑的加入使改性瀝青延度有所降低，且穩(wěn)定劑的含量和延度的大小成反比，這是因為：（）有較好的伸縮性能，少量的穩(wěn)定劑加入，使在瀝青中形成稀疏網(wǎng)絡(luò)。在外力作用下，網(wǎng)絡(luò)很容易伸展變形，降低切向應(yīng)力，使縱向伸長，表現(xiàn)為延度很大。穩(wěn)定劑含量的增加，使和瀝青以及之間產(chǎn)生交聯(lián)，體系中網(wǎng)絡(luò)更趨發(fā)達，抵抗

6、外力作用增強，而切應(yīng)力難于降低；（）從復(fù)合材料的角度考慮，延度是材料塑性的體現(xiàn)。加入穩(wěn)定劑后改性瀝青強度增大，而材料的強度和塑性是相互“矛盾”的兩個性能指標，材料的強度提高對其塑性產(chǎn)生了不利的影響。所以隨著穩(wěn)定劑含量的增加，低溫延度逐漸降低，因此考慮到瀝青的綜合性能，穩(wěn)定劑的含量不宜過高。呂之一獸型剽穩(wěn)定劑龠鞋，圖穩(wěn)定劑的摻量對延度的影響穩(wěn)定劑對瀝青儲存穩(wěn)定性的影響改性瀝青的儲存穩(wěn)定性也是評價改性瀝青的一個重要指標。穩(wěn)定性不好的改性瀝青經(jīng)高溫儲存后會發(fā)生聚合物的團聚，導(dǎo)致改性瀝青性質(zhì)不均勻，因此儲存穩(wěn)定性的好壞直接影響到改性瀝青的使用性能。表為穩(wěn)定劑對改性瀝青儲存穩(wěn)定性的影響。由表可知，不加穩(wěn)

7、定劑時，改性瀝青上、下軟化點差達，說明在熱儲存期間，聚合物從瀝青中析出而分層明顯，分層后上部以聚合物為主，下部以瀝青為主，因此，熱儲存穩(wěn)定性達不到規(guī)范要求。加入穩(wěn)定劑后的改性瀝青上、下軟化點差明顯較小，隨著的含量的增大改性瀝青的軟化點差逐漸減小，達到了儲存穩(wěn)定性的要求，不太理想的是儲存后的上、下層軟化點低于分層前的軟化點?？紤]對延度影響，穩(wěn)定劑宜選。表改性瀝青儲存穩(wěn)定性結(jié)果穩(wěn)定劑對改性瀝青微觀結(jié)構(gòu)的影響和瀝青的相溶性是影響改性瀝青性能的關(guān)鍵因素。為了直觀的了解穩(wěn)定劑對改性瀝青性能影響，利用熒光顯微鏡，對改性瀝青的微觀結(jié)石油構(gòu)進行了觀察，其試驗結(jié)果如圖所示。圖（）是改性瀝青的顯微照片?？梢钥闯鍪?/p>

8、以小顆粒的形式懸浮于瀝青中，和瀝青之間相界面比較清晰。由于瀝青自身的結(jié)構(gòu)十分復(fù)雜，只是吸收了瀝青中極性和溶解度參數(shù)相近的組分進行溶脹，此時的界面層厚度較小，粘結(jié)強度較弱，熱儲存過程中由于分子熱運動以及密度差極易使界面層破壞，因此出現(xiàn)上面所提到的離析問題。圖（）是加入穩(wěn)定劑的改性瀝青的顯微形貌?？芍?，和瀝青已經(jīng)很好的融為一體，均勻彌散的分布在瀝青中，已沒有明顯的相界面，因為穩(wěn)定劑的加入使和瀝青之間發(fā)生了交聯(lián)、接枝等化學(xué)反應(yīng)，因此穩(wěn)定劑加入后與基礎(chǔ)瀝青相之間形成了穩(wěn)定的相界面吸附層，增加了改性劑和瀝青間親和力，明顯的改善了和瀝青的相溶性和界面穩(wěn)定性，所得的改性瀝青的熱儲存性能比較好。圖改性瀝青的顯

9、微組織形貌（×）圖為加入的改性瀝青熱儲存后的上部和下部顯微照片。從圖中可以看出經(jīng)熱儲存后的改性瀝青顯微照片的上部和下部幾乎相同，和熱儲存前的改性瀝青相比也沒發(fā)生太大變化，沒有發(fā)生聚合物和瀝青的分層以及團聚現(xiàn)象，瀝青年第卷說明和瀝青的相溶性較好，界面結(jié)合強度較強，因此得到的改性瀝青是穩(wěn)定的。圖改性瀝青熱儲存后的顯微組織（×）結(jié)論）對于一定改性劑含量的改性瀝青，穩(wěn)定劑的加入使改性瀝青的軟化點提高左右；）穩(wěn)定劑的加入對改性瀝青的針入度影響不大，加入時針入度有先減少后增加的趨勢；）穩(wěn)定劑的加入能夠明顯的改善和瀝青的相溶性，從而提高了改性瀝青的熱儲存性能，本研究中穩(wěn)定劑的較佳劑量為。

10、參考文獻郭淑華等聚合物對改性瀝青性能影響的綜合評價公路交通科技，（）：黃衛(wèi)東，孫立軍等改性瀝青流變性質(zhì)與顯微結(jié)構(gòu)的關(guān)系同濟大學(xué)學(xué)報，（）：，。（）：，公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范孫大權(quán)，呂偉民反應(yīng)性改性瀝青熱儲存穩(wěn)定性研究中國公路學(xué)報，（）：第期王鐵寶等穩(wěn)定劑對改性瀝青性能影響的研究，（，），（力，）：，：；短訊度，降低根據(jù)經(jīng)驗確定瀝青層厚度的不經(jīng)濟性和盲目性。目前，應(yīng)地方交通部門的要求交通運輸部公路科學(xué)瀝青路面柔性基層研究院正在結(jié)合一些地方特點為其編制該項技術(shù)的應(yīng)用使用技術(shù)研究通過鑒定指南，加大推廣應(yīng)用力度。（瀝青情報站供稿）日前，“普通瀝青路面柔性基層使用技術(shù)研究”通過山西省科技廳組織的成

11、果鑒定。陜西采用超薄磨耗層養(yǎng)護道路該研究依托于山西省臨縣苛大二級路，在這條路上日前，陜西省率先采用“同步施工超薄磨耗層技術(shù)”，修建的級配碎石柔性基層瀝青路面結(jié)構(gòu)試驗路表完成了繞城高速路面的養(yǎng)護施工。新技術(shù)不但能現(xiàn)出了很好的使用性能，試驗路段沒有出現(xiàn)橫向裂縫沒有效降低成本，而且可以延長道路使用壽命以上。有水損壞，瀝青層沒有產(chǎn)生推移，在重載交通條件下，瀝超薄瀝青混凝土磨耗層技術(shù)，主要用于高等級瀝青青路面表面的車轍深度幾乎與同路段的半剛性基層瀝青或水泥路面的預(yù)防性養(yǎng)護和輕微病害的矯正性養(yǎng)護。施路面結(jié)構(gòu)一樣。工過程中利用改裝過的攤鋪機，就可同步完成改性乳化柔性基層瀝青路面具有良好的抗水損壞和抗開裂的瀝

12、青噴灑和熱瀝青混合料攤鋪。再經(jīng)過鋼輪壓路機的碾能力，與半剛性基層瀝青路面形成了很好的互補，特別是壓，早期病害路面就可以煥然一新。按理論上測算，一般在多雨潮濕地區(qū)，級配碎石柔性基層瀝青路面因其結(jié)構(gòu)高速公路路面使用壽命至少在以上，但優(yōu)良的超薄瀝內(nèi)部良好的疏散排水能力為遏制路面結(jié)構(gòu)水損壞的發(fā)青混凝土磨耗層使用壽命可長達。同時磨耗層生，提高和延長瀝青路面的長期使用性能奠定了基礎(chǔ)。而表面粗糙可增加車輪的抗滑性；降噪性、滲水性好，可以其良好的級配還可以充分吸收和消減反射裂縫。使得瀝大大減少雨天常見的水霧。提高能見度。盡管磨耗層僅有青路面結(jié)構(gòu)設(shè)計更具經(jīng)濟性和科學(xué)性。由于采用級配碎厚，但卻能與原有路面緊密結(jié)合

13、、推移病害這對節(jié)石柔性基層后，瀝青層成為瀝青路面結(jié)構(gòu)的主要受力層，能降耗有較大的實用價值。設(shè)計人員可以根據(jù)交通量和交通荷載大小設(shè)計瀝青層厚（瀝青情報站供稿）穩(wěn)定劑對SBS改性瀝青性能影響的研究作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期)：被引用次數(shù)：王鐵寶， 賈鵬， 李亞娟， Wang Tie-bao， Jia Peng， Li Ya-juan王鐵寶,Wang Tie-bao(河北工業(yè)大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院,天津,300130)， 賈鵬,李亞娟,Jia Peng,Li Ya-juan(中國民用航空大學(xué)理學(xué)院,天津,300300)石油瀝青PETROLEUM ASPHALT2008，22(5)0次

14、參考文獻(5條)1.郭淑華 聚合物對改性瀝青性能影響的綜合評價期刊論文-公路交通科技 2003(03)3.Wen Guian.Zhang Yong Rheological characterization of storage stable SBS modified asphalts 20024.JTG F40-2004.公路改性瀝青路面施工技術(shù)規(guī)范相似文獻(10條)1.學(xué)位論文 高華 利用克拉瑪依稠油瀝青制備SBS改性瀝青 2006克拉瑪依環(huán)烷基石油瀝青粘附性好和高低溫性能優(yōu)異，但是以克石化公司生產(chǎn)的道路瀝青為原料研制SBS改性瀝青，由于瀝青中芳烴、瀝青質(zhì)和硫含量少，存在著SBS改性劑與瀝青

15、相溶性和配伍性差問題，采用現(xiàn)有的常規(guī)改性方法，改性劑在瀝青中分散不均勻、不穩(wěn)定，易分離出來，不能生產(chǎn)合格的改性瀝青產(chǎn)品。本課題主要以克拉瑪依石化公司生產(chǎn)的瀝青為原料，通過研究克拉瑪依瀝青的組分、SBS改性劑種類和加入量、制備技術(shù)、穩(wěn)定劑等對SBS改性瀝青性能的影響，采用膠溶劑助溶分散加化學(xué)反應(yīng)的方法一母液化學(xué)復(fù)合法進行試驗，解決了克拉瑪依瀝青與SBS改性劑的相溶性和配伍性差的缺陷，研究確定出適宜的基質(zhì)瀝青(原料)、研制評選出價廉、無污染的化學(xué)穩(wěn)定劑，在大量實驗的基礎(chǔ)上，生產(chǎn)出符合聚合物改性瀝青標準(JTG F40-2004)中SBS改性瀝青技術(shù)要求的產(chǎn)品。為進一步驗證SBS改性瀝青的性能，對改

16、性瀝青的熱穩(wěn)定性能和瀝青混合料性能進行了綜合評價。評價結(jié)果表明，研制的SBS改性瀝青產(chǎn)品性質(zhì)優(yōu)越，改性瀝青體系具有較好的相溶性和穩(wěn)定性，可以長期貯存；還具有優(yōu)異的路用性能，即具有良好的高低溫性能和抗老化性能，完全能夠滿足瀝青路面對高性能瀝青的要求。2.期刊論文 任興榮 SBS 改性瀝青質(zhì)量控制因素分析 -黑龍江交通科技2010,33(2)從SBS改性瀝青配合比設(shè)計原料選擇、配伍性、改性劑的品種、摻加劑量以及生產(chǎn)工藝方面作簡要分析,總結(jié)原材料和工藝過程中影響質(zhì)量的因素.3.期刊論文 周國健 淺析SBS改性瀝青的高溫穩(wěn)定性 -湖南交通科技2008,34(2)針對SBS與基質(zhì)瀝青的相溶性問題,特別是

17、與國產(chǎn)瀝青的相溶性問題,從基質(zhì)瀝青的選擇、改性劑量、化學(xué)助劑、穩(wěn)定劑和工藝變化5個方面提出了解決sBs與基質(zhì)瀝青的相容性的方法.4.學(xué)位論文 趙振輝 聚合物改性瀝青新產(chǎn)品的開發(fā) 2003該文以石蠟基原油生產(chǎn)的丁烷脫油硬瀝青(DOA)和催化裂化拔頭油漿為改性瀝青基礎(chǔ)調(diào)和組分,研究了基質(zhì)瀝青的化學(xué)組成對改性瀝青性能的影響.考察了不同的制備工藝、SBS種類及用量、穩(wěn)定劑加入量、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間以及低溫延度改進劑種類及用量對改性瀝青性質(zhì)的影響,并對有關(guān)的工藝參數(shù)進行了優(yōu)化.用熒光顯微鏡對改性瀝青的微觀結(jié)構(gòu)進行了分析,用"八五"攻關(guān)提出的瀝青性能評價體系對改性瀝青的綜合性能進行了評

18、價,并對SBS改性瀝青的機理進行初步的理論探討.研究表明:基質(zhì)瀝青的化學(xué)組成對改性瀝青的性能影響很大,選擇組分系數(shù)Ic值介于4043的瀝青調(diào)和組分調(diào)合的瀝青具有良好的低溫性能,其5延度可達到69150cm.聚合物SBS是一種良好的改性劑,不同結(jié)構(gòu)的SBS對瀝青的改性效果有一定差異,星型結(jié)構(gòu)的SBS改性效果好,但與基質(zhì)瀝青相溶性差,線型結(jié)構(gòu)的SBS改性效果不如星型,但相溶性較好.不同SBS加入量對改性瀝青性能有較大影響,從兼顧產(chǎn)品改性效果和經(jīng)濟性考慮,加入4mSBS比較合適.加入交聯(lián)穩(wěn)定劑可以提高改性瀝青的儲存穩(wěn)定性以及高、低溫性能;使用合適的低溫延度改進劑可以達到提高軟化點和低溫延度、降低針入

19、度的目的.提高反應(yīng)溫度或延長反應(yīng)時間均可以改善SBS改性瀝青的感溫性和高低溫性能,但過高的反應(yīng)溫度或過長的反應(yīng)時間會導(dǎo)致改性瀝青的熱老化加劇.SBS、交聯(lián)穩(wěn)定劑、低溫延度改進劑和工藝條件的協(xié)同作用,可以明顯改善瀝青的高、低溫性能,提高其適應(yīng)不同氣候條件的能力.6.期刊論文 李澤鵬.李國正 淺談SBS改性瀝青的加工與生產(chǎn) -中小企業(yè)管理與科技2008,""(10)SBS改性瀝青以其突出的的路用性能已逐漸被公路建設(shè)行業(yè)所認可,并不斷推廣使用,本文從SBS改性瀝青相溶性機理和原料選擇、生產(chǎn)、存儲等工藝方面做了相關(guān)介紹.7.學(xué)位論文 藺習(xí)雄 克拉瑪依SBS改性瀝青技術(shù)研究 2004

20、為了提高道路瀝青的質(zhì)量,滿足瀝青路面日益苛刻的性能要求,本文主要以克拉瑪依石化公司生產(chǎn)的瀝青為原料,通過研究克拉瑪依瀝青的組分、SBS改性劑種類和加入量、制備技術(shù)、穩(wěn)定劑等對SBS改性瀝青性能的影響,解決了克拉瑪依瀝青與SBS改性劑的相溶性和配伍性差的缺陷,生產(chǎn)出符合聚合物改性瀝青標準(JTJ036)中SBS改性瀝青技術(shù)要求的產(chǎn)品,按SHRP計劃的分級達到PG76-34等級.為進一步驗證SBS改性瀝青的性能,對改性瀝青的熱穩(wěn)定性能和瀝青混合料性能進行了綜合評價.評價結(jié)果表明,研制的SBS改性瀝青產(chǎn)品性質(zhì)優(yōu)越,改性瀝青體系具有較好的相溶性和穩(wěn)定性,可以長期貯存;還具有優(yōu)異的路用性能,即具有良好的高低溫性能和抗老化性能,完全能夠滿足瀝青路面對高性能瀝青的要求.本文利用輻射接枝方法改性SBS熱塑性彈性體,并應(yīng)用于道路瀝青改性劑.研究表明,長時間高速剪切下,瀝青的粘度變大,存在老化現(xiàn)象;輻射接枝SBS共聚物可有效改善共混體系的相溶性和分散穩(wěn)定性,改性瀝青的粘流活化能比基質(zhì)瀝青大大提高,改性瀝青的溫度敏感性降低,高溫抗車轍能力、低溫抗裂性能都有了明顯的改善.10.學(xué)位論文 朱寶華 納米層狀硅酸鹽改性瀝青制備工藝與機理研究 2008當(dāng)前，道路建設(shè)成為基礎(chǔ)建設(shè)的重心，瀝青是高速公路重要的原材料，鑒于許多國產(chǎn)瀝青性能低劣和聚合