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原文传递紫外吸收剂副产物改性沥青的制备与性能研究

论文题名：	紫外吸收剂副产物改性沥青的制备与性能研究
关键词：	紫外吸收剂副产物;活性炭脱色残料;改性沥青;路面材料;紫外老化性能;微观结构
摘要：	沥青作为路面材料已被广泛应用于道路建设，但沥青在加工和服役过程中，易受加工条件和自然环境的影响而发生老化，使沥青混凝土路用性能降低，使用寿命大大缩短。紫外吸收剂以其优异的紫外吸收性能，在改善沥青耐老化性能方面呈现十分显著的效果，但其昂贵的价格限制了其在沥青改性上的广泛应用。在紫外吸收剂生产过程中会产生一定量的副产物，对这些副产物进行处理不仅会增加企业的生产成本，还会造成环境污染。而实际上这些副产物仍具有一定的紫外吸收能力，如能将其用于改善沥青的耐老化性能，不仅具有重要的经济效益，也具有很好的环境效益。　　本文以两种紫外吸收剂副产物—活性炭脱色残料（B2HG）和重结晶底料（AZJG）作为改性剂，分别制备了紫外吸收剂副产物改性沥青和紫外吸收剂副产物/SBS改性沥青，采用薄膜烘箱（TFOT）和紫外光(UV)辐照对其进行短期热氧老化试验和紫外老化试验。研究了两种紫外吸收剂副产物对沥青和 SBS改性沥青物理性能、流变性能、化学组分以及老化性能的影响；利用傅里叶变换红外光谱仪（FITR）和荧光显微镜对紫外吸收剂副产物改性沥青的的化学结构以及微观形貌进行了表征。主要研究结论如下：　　（1）两种紫外吸收剂副产物对基质沥青和SBS改性沥青的物理性能有一定的影响。活性炭脱色残料（B2HG）的加入使沥青的软化点和粘度增大，针入度和延度有所降低，对沥青的高温性能有改善作用；重结晶底物（AZJG）增大了沥青的针入度和延度，减小了沥青的软化点和粘度，使沥青的低温性能得到提高。　　（2）紫外吸收剂副产物对基质沥青及SBS改性沥青的动态剪切流变性能也有明显的影响。B2HG的加入使沥青的复数模量（G）有所增大，相位角(δ)明显变小；而AZJG则使沥青的G减小，δ增大。与AZJG相比，B2HG对SBS改性沥青G*的影响更明显，而AZJG对SBS改性沥青δ的影响大于基质沥青。　　（3）两种紫外吸收剂副产物对基质沥青和SBS改性沥青的耐短期热氧老化性能和耐紫外老化性能均有明显的改善作用。紫外吸收剂副产物可显著降低基质沥青和SBS改性沥青TFOT及UV老化前后软化点变化量和粘度老化指数，提高延度保留率，抑制沥青老化过程中复数剪切模量的增大和相位角的减小。与AZJG相比，B2HG可更大程度的抑制沥青老化过程中物理性能和流变性能的衰变。　　（4）组分分析表明，B2HG的加入减小了沥青中饱和分和芳香分的含量，增大了胶质含量；AZJG则使沥青轻组分含量增大，分子量较大的胶质和沥青质含量减小。两种副产物均可抑制沥青紫外老化过程中组分间的转化，减少老化过程沥青各组分含量的变化。　　（5）FITR分析表明，紫外吸收剂副产物B2HG的加入减小了基质沥青中支链脂肪族官能团和芳香官能团相对含量，SBS改性沥青中芳香官能团相对含量也因副产物的加入而减小。B2HG的加入可明显减小沥青在TFOT及UV老化过程中官能团指数的变化，抑制沥青在老化过程中氧化、缩聚和断链反应，同时减小老化过程中改性沥青SBS分子链的断裂。SBS改性沥青的荧光显微镜测试表明：SBS经老化后会发生严重的降解，破坏其交联网络，采用紫外吸收剂副产物对其进行改性，可明显抑制SBS分子链的降解及其在沥青中的交联网络结构的破坏。
作者：	高丽
专业：	材料科学与工程
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：	2016
正文语种：	中文