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原文传递 SBS改性沥青再生剂的制备与性能研究

论文题名：	SBS改性沥青再生剂的制备与性能研究
关键词：	高等级公路;沥青混合料;丁二烯苯乙烯三元嵌段共聚物;改性处理;反应型再生剂;制备工艺;流变性能
摘要：	丁二烯和苯乙烯三元嵌段共聚物（SBS）改性沥青混合料已大量用于高等级公路的建设。然而，SBS改性沥青在环境因素的作用下发生老化，易出现各种病害损坏路面，需要经常进行维护或维修。对受损严重路面的养护、修补或大修过程中，将产生大量的废旧 SBS改性沥青混合料。为节约自然资源，保护环境，对废旧 SBS改性沥青混合料进行再生利用，是沥青道路可持续发展的一项重要工作。根据以往经验，对废旧沥青混合料最有效的再生方法是使用再生剂，但现有再生剂主要是针对普通混合料而研制的，所以它对普通沥青混合料的再生效果良好，而不适合对SBS改性沥青混合料再生。与普通沥青的老化不同，SBS改性沥青的老化不仅包含普通沥青的老化，还包括SBS的老化；若要对SBS改性沥青混合料进行再生，则需同时对沥青和SBS进行再生，才能较全面地恢复SBS改性沥青的性能。为制备性能优良的SBS改性沥青再生剂，本文采用催化裂化油浆、基质沥青和环氧化合物等制备了反应型再生剂，并研究了环氧化合物对反应型再生剂的物理性能、老化性能和再生性能的影响，以及反应型再生剂掺量对老化 SBS改性沥青物理性能和流变性能的影响。利用动态剪切流变仪（DSR）研究了再生SBS改性沥青的流变性能，用傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和荧光显微镜分析了再生前后SBS改性沥青的化学结构和SBS在沥青中分布状态的变化情况。主要研究内容和结论如下：　　（1）利用基质沥青、催化裂化油浆和不同环氧官能度的化合物制备了单环氧基、双环氧基和多环氧基反应型再生剂，再生剂的物理性能、老化性能均满足国内外相关再生剂规范的要求，并对老化SBS改性沥青具有良好的再生效果。　　（2）三种反应型再生剂对老化SBS改性沥青的粘度、针入度和延度等物理性能均有很好的恢复能力。不同的是延度恢复水平有一定的差异：当环氧官能团化合物掺量为5％时，单环氧官能团反应型再生剂（SR）和双环氧官能团反应型再生剂（SDR）能分别将老化SBS改性沥青的延度由1.2cm恢复到15cm和20cm，但多环氧官能团反应型再生剂（SDTR）却能将老化SBS改性沥青的延度由1.2cm恢复到26cm。　　（3）反应型再生剂对纯老化SBS改性沥青和新旧复合SBS改性沥青都具有很好的再生效果，如9％的SDTR掺量可恢复新旧复配SBS改性沥青的物理性能，11％的SDTR掺量也可基本恢复纯老化 SBS改性沥青的物理性能。另外，随着反应型再生剂掺量的增加，再生SBS改性沥青的粘度降低、针入度增大。　　（4）DSR检测发现，反应型再生剂能够降低老化SBS改性沥青的复数模量，增大相位角，表明反应型再生剂能够较好地恢复老化SBS改性沥青的粘弹特性。　　（5）FTIR分析表明：老化后SBS改性沥青中C=C双键含量减小，C=O基含量增加；加入反应型再生剂后，情况正好相反，即C=O基含量减少，C=C基相对含量增加。这是因为反应型再生剂中的环氧基团可与SBS的降解产物SB形成羧基反应，使SB通过再生剂偶联重新形成SBS，从而重建SBS的分子结构，恢复老化SBS改性沥青的性能。荧光显微镜观察也表明再生改性沥青中的SBS的微观结构得到了恢复。
作者：	杨慧
专业：	材料学
导师：	薛理辉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文