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高性能环氧树脂改性沥青材料的制备与性能表征
| 论文题名： | 高性能环氧树脂改性沥青材料的制备与性能表征 |
| 关键词： | 沥青;环氧树脂;热固性;聚合物改性沥青;流变学;马来酸酐;马歇尔稳定度;复合梁疲劳试验 |
| 摘要： | 本文针对道桥铺装材料目前存在的问题，研究了新型的环氧树脂改性沥青材料(简称环氧沥青)，提出了“路用热固性沥青”的概念。论文制备了两种环氧沥青： (1)作为沥青铺面层(磨耗层)的结合料； (2)作为钢板或混凝土与沥青铺面之间、以及两层沥青混合料之间的粘结层。两者都是双组分，其中A组份是顺酐改性沥青及环氧树脂的固化剂，B组份是环氧树脂。 分别用布氏粘度计、直接拉伸仪、SEM及马歇尔试验机和MTS810研究了它们的适用期、微观结构和混凝土性能。结果表明，由于沥青在顺酐化之后本身成为环氧树脂的固化剂被固化在最终的产物中，同没有经过顺酐化的环氧沥青相比，尽管只有50～60﹪的顺酐跟沥青发生了反应(可能是Diels-Alder机理)，不仅固化强度和断裂延伸率大有提高，而且在提供相同的操作时间的条件下后期固化速度有质的提高。 通过FTIR研究了沥青顺酐化的反应机理。结果表明，顺酐的酸酐键(1790em<'-1>和1847cm<'-1>)在反应前后没有消失；而反应后1708cm<'-1>出现的吸收峰意味着的-COOH存在。 但是，由于顺酐极易升华，所以为了避免在所制各的A组分中未反应的顺酐在使用时因加热升华而在固化的结合料中形成气孔(气孔显著的降低了材料的断裂延伸率和拉伸强度)或生产中由于升华而散逸在大气中对施工人员造成伤害，研究了不同抽真空的条件。 确定的结合料的最佳的制备条件是：4﹪顺酐改性的沥青和其他的固化剂、促进剂混合均匀后抽真空(真空度0.05Mpa)30分钟。这样既可以提供足够的操作时间又有较大的延伸率和拉伸强度。由于最终形成了不熔不溶的热固性材料，从而该环氧沥青结合料的平均断裂延伸率达281.9﹪、平均拉伸强度2.63Mpa、相应的未固化马歇尔试件平均强度为10.2kN、固化后试件平均强度37.0kN的优良性能。复合梁在6kN，10Hz加载下进行疲劳试验，扰动1200万次后复合梁挠度差基本没有变化，复合梁基本没有损伤。 确定的粘接层的最佳的制备条件是：5.5﹪顺酐改性的沥青和其他的固化剂、促进剂混合均匀后抽真空(真空度0.05Mpa)30分钟，并通过促进剂调节固化时间。这样可以提供合适的操作时间又有较大的延伸率和较高的拉伸强度。同样，最终形成的也是不熔不溶的热固性材料。它的平均断裂延伸率达160﹪、平均拉伸强度为4.18Mpa。 |
| 作者： | 亢阳 |
| 专业： | 化学工艺 |
| 导师： | 陈志明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 东南大学 |
| 学位年度： | 2006 |
| 正文语种： | 中文 |
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