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LDHs对SBS改性沥青性能的影响研究
| 论文题名： | LDHs对SBS改性沥青性能的影响研究 |
| 关键词： | 层状结构;金属复合氢氧化物;改性沥青;清洁工艺;抗紫外老化 |
| 摘要： | 层状双羟基金属复合氢氧化物（LDHs）是一种具有层状结构的超分子材料，对紫外光线具有反射、散射和吸收作用，能有效降低紫外光对有机材料的破坏，改善SBS改性沥青的耐紫外老化性能。由于LDHs中主板金属元素的组成、层间客体阴离子的种类等因素均会影响着LDHs的抗紫外线的能力，因此研究不同组成结构的LDHs对SBS改性沥青耐老化性能的影响规律，可为制备耐老化性能优良的SBS改性沥青提供实验和理论指导。 本文分别选用清洁工艺生产的Mg-Al LDHs，传统共沉淀法与成核/晶化隔离法生产的Mg-Al LDHs，以及不同金属元素组成的Zn-Mg-Al LDHs，采用X-射线荧光光谱(XRF)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)等手段分析表征了不同LDHs的组成与结构，利用紫外-可见光谱(UV-VIS)测试了不同LDHs的紫外反射性能；将不同LDHs掺加到SBS改性沥青中，研究了不同LDHs对SBS改性沥青物理、紫外老化和热氧老化性能的影响。主要研究结论如下： （1）传统工艺制备的Mg-Al LDHs与清洁生产工艺制备的Mg-Al LDHs层间距相同，但粒径差异较大，前者粒径为50~100nm，后者粒径为300～400nm。紫外-可见光谱分析表明，LDHs对紫外光线的屏蔽阻隔效果与LDHs的粒径大小以及层板金属元素的组成有关：LDHs的粒径与紫外光线的波长相差越小，紫外阻隔能力越好；在Mg-Al LDHs金属层板中引入Zn元素，可明显提高LDHs对紫外光线UVC段的吸收效果。 （2）不同种类LDHs对SBS改性沥青的软化点和低温柔度的影响均较小，随着LDHs掺量增加，SBS改性沥青的低温柔度也基本不变，而软化点略微增大。 （3）LDHs可显著的提升SBS改性沥青的耐紫外光老化能力，其改善效果主要与LDHs的粒径大小有关：LDHs的粒径与紫外光线的波长越接近，SBS改性沥青耐紫外光老化的能力越好。所以使用粒径范围为200～400nm的 LDHs，可大大降低太阳光中UVB与UVA波段的紫外线对沥青的老化作用。LDHs层板金属元素的变化对SBS改性沥青耐紫外光老化能力的影响较小，LDHs板层引入Zn元素并没有明显提高改性沥青耐紫外光老化的能力。 （4）LDHs可有效降低热氧老化后沥青软化点与低温柔度的变化，改善SBS改性沥青耐热氧老化的能力。这可能是因为LDHs的片层结构能阻隔氧气进入SBS改性沥青内部，减少沥青在热与氧作用下的老化反应。 （5）对于使用不同基质沥青制备的不同SBS改性沥青，LDHs对它们物理性能的影响均很小，但对它们耐紫外光老化性能影响则有较大差异：沥青所含饱和分、芳香分等轻组分较少时，耐老化性更为优异。 |
| 作者： | 李汶卒 |
| 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： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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