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原文传递有机化LDHs/SBS改性沥青的制备与性能研究

论文题名：	有机化LDHs/SBS改性沥青的制备与性能研究
关键词：	改性沥青;制备工艺;耐老化性能
摘要：	SBS改性沥青因其优良的高低温性能而被广泛应用于公路建设领域。然而SBS改性沥青在紫外光、热和氧等自然环境作用下容易发生老化，严重影响沥青路面路用性能和服役寿命。层状双羟基复合金属氢氧化物（LDHs）具有突出的紫外线物理反射和化学吸收能力，已被用于改善沥青的抗老化性能，然而LDHs与沥青材料的相容性较差，难以形成稳定分散的LDHs/沥青混合体系，在储存和运输过程中容易发生团聚和离析，使LDHs屏蔽和吸收紫外线的能力不能充分发挥。本文通过对LDHs进行有机化处理，改善LDHs与沥青的相容性，以进一步提高LDHs/沥青的耐老化性能。　　本文首先通过离子交换法将十二烷基苯磺酸钠（SDBS），十二烷基磺酸钠（SDSO）和十二烷基硫酸钠（SDS）三种阴离子表面活性剂和2-羟基-4-甲氧基二苯甲酮-5-磺酸（UV284）紫外吸收剂插入到LDHs层板间，制备有机化LDHs（SDBS-LDHs、SDSO-LDHs、SDS-LDHs和UV284-LDHs），采用X-射线衍射（XRD）和紫外可见光谱（UV-vis）对有机化LDHs进行结构表征；然后将有机化LDHs用于制备有机化LDHs/SBS改性沥青，通过相容性实验、常规物理性能实验、动态剪切流变实验（DSR）和老化实验研究了有机化LDHs对SBS改性沥青性能的改善效果；采用傅立叶变换红外光谱（FTIR）分析了有机化 LDHs对SBS改性沥青老化性能的改善机理。主要研究结论如下：　　（1）XRD和UV-vis分析表明有机阴离子插入了LDHs层板间，扩大了LDHs层板间距，并增强了LDHs的紫外吸收能力，其中紫外吸收剂插层LDHs(UV284-LDHs)的紫外吸收能力显著提高。　　（2）对LDHs有机化处理改善了其与SBS改性沥青的相容性，抑制了LDHs在沥青中的团聚和沉降。有机化LDHs与沥青的相容性与有机阴离子插层剂的种类密切相关，阴离子插层剂分子量越大，有机化 LDHs的层板间距也越大，与SBS改性沥青相容性越好。　　（3）有机化改性减小了LDHs对SBS改性沥青针入度和延度的不利影响，改善了LDHs/SBS改性沥青的低温抗开裂能力。　　（4）相比LDHs，SDBS-LDHs，SDS-LDHs和UV284-LDHs能够进一步提高沥青抗短期热氧老化性能。有机化LDHs与改性沥青的相容性越好，对SBS改性沥青抗热氧老化性能的改善效果越显著。　　（5）SDBS-LDHs、SDS-LDHs和UV284-LDHs改性沥青在紫外老化（UV）后的软化点、延度和粘度的变化量均小于LDHs改性沥青，表现出更为优良的抗紫外老化性能，其中UV284-LDHs/SBS改性沥青的抗紫外老化性能最好。　　（6）FTIR分析表明：SBS改性沥青老化后C=O和S=O增加、C=C减少， LDHs和有机化LDHs的加入降低了SBS改性沥青老化后C=O、S=O含量增加和C=C含量的减少。不同有机化LDHs/SBS改性沥青短期热氧老化前后的C=O、C=C等特征官能团含量变化率差异较小，但紫外老化后，UV284-LDHs/SBS改性沥青的这些特征官能团含量的改变程度明显低于阴离子表面活性剂插层LDHs/SBS改性沥青。
作者：	吴红
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