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原文传递层状双金属氢氧化物/受阻酚抗氧剂改性沥青的制备与性能研究

论文题名：	层状双金属氢氧化物/受阻酚抗氧剂改性沥青的制备与性能研究
关键词：	层状双金属氢氧化物;受阻酚抗氧剂;物理性能;老化性能;改性沥青;路用性能
摘要：	沥青路面具有行车舒适性高、抗滑性能好和养护维修简便等优点，已成为国内外高等级公路建设的首选路面类型，但是路用沥青材料在其铺设和使用过程中，容易受到热、氧和紫外光等外界因素作用而发生老化，造成路面出现龟裂、车辙和坑槽等病害，从而导致沥青路面路用性能劣化、使用寿命缩短。因此，提高沥青材料抗紫外光和热、氧老化性能，对于降低沥青路面的维护成本和延长沥青路面的使用年限具有重要的意义。　　本文研究了层状双金属氢氧化物（Mg-Al LDHs）、受阻酚抗氧剂（Irganox1010）及其复合抗老化剂（Mg-Al LDHs/Irganox1010）对沥青物理性能和老化性能的影响。采用动态剪切流变仪（DSR）、傅立叶变换红外光谱仪（FTIR）和棒状薄层色谱-氢火焰离子探测仪（TLC-FID）对老化前后沥青的流变性能、官能团结构、化学组分以及胶体结构进行了表征分析，探讨了不同抗老化剂对沥青组成、结构的影响及其与性能变化的关系。主要研究结论如下：　　（1）Mg-Al LDHs增大了SK-70沥青的软化点和粘度，降低了沥青的针入度和延度，可显著提高 SK-70沥青抗紫外光老化和短期热氧老化性能，但对长期热氧老化性能的改善作用不明显。　　（2）Irganox1010使SK-70沥青的针入度和延度有所升高，软化点和粘度略微减小，可有效增强 SK-70沥青的抗热氧老化能力，在较低掺量时对沥青的紫外老化性能也具有一定的改善效果。　　（3）Mg-Al LDHs和Irganox1010复合改性使沥青的软化点和粘度略微增大，针入度和延度有所减小，对沥青的抗短期热氧老化、长期热氧老化和紫外光老化能力均有优良的改善作用，其中Mg-Al LDHs对沥青紫外光老化性能的改善起主导作用，Irganox1010则在改善沥青长期热氧老化性能方面发挥了主要作用。　　（4）DSR分析表明，Irganox1010的加入降低了SK-70沥青的复数剪切模量，增大了其相位角，而 Mg-Al LDHs表现出相反的影响规律。Mg-Al LDHs/Irganox1010复合使用时，由于Mg-Al LDHs掺量较大，复合抗老化剂仍在一定程度上增大了沥青的复数剪切模量，减小了其相位角。Mg-Al LDHs、Irganox1010及其复合抗老化剂均能够减小沥青短期热氧老化和紫外老化前后流变参数的变化量，其中复合抗老化剂使沥青老化前后复数剪切模量和相位角的变化量最小。　　（5）FTIR分析表明，基质沥青和加入不同抗老化剂的改性沥青老化后羰基和亚砜基含量均有一定程度的增加，但Mg-Al LDHs/Irganox1010复合改性沥青老化后的增幅最小，表明复合抗老化剂有效抑制了 SK-70沥青老化过程中含氧官能团的生成，从而减缓了沥青热氧和光氧老化程度。此外，Irganox1010和Mg-Al LDHs/Irganox1010改性沥青老化后酚羟基含量下降，表明Irganox1010通过俘获活性自由基的方式起到终止链反应的作用。　　（6）TLC-FID测试表明，Mg-Al LDHs的加入对SK-70沥青四组分影响较小，Irganox1010则提高了沥青中芳香分含量，导致胶体稳定指数（Ic）的上升，使沥青更趋于溶胶化。热氧和紫外老化后，Mg-Al LDHs/Irganox1010复合改性沥青的胶体稳定指数最大，表明复合抗老化剂在提高沥青抗老化性能方面更为有效。　　（7）对4种不同产地沥青的改性实验结果表明，Mg-Al LDHs/Irganox1010均使其针入度和延度降低，软化点和粘度升高，但对不同沥青的影响程度有明显差异。复合抗老化剂对4种沥青耐热氧和光氧老化性能均具有改善作用，尤其对受热、氧和紫外线作用影响大的沥青的耐老化性能改善效果更为显著。
作者：	吴伟飞
专业：	材料科学与工程
导师：	余剑英
授予学位：	硕士
授予学位单位：	武汉理工大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文