沥青用SBS胶乳的制备及其在微表处中的应用

发布时间：2020-07-20 08:37

【摘要】：改性乳化沥青是微表处的粘结材料,其质量好坏显著影响微表处的质量,目前改性乳化沥青中应用最广泛的改性剂是SBR胶乳。由于目前SBS改性乳化沥青制备基本采用先改性后乳化的方式得到,SBS改性沥青乳化比较困难,所以工业化生产存在限制。基于此,本文通过对SBS胶乳的制备工艺进行研究,得到性能优异的胶乳,并且将其应用于微表处。本文首先选择合适的良溶剂溶胀SBS,配制得到SBS溶液。研究不同条件下SBS溶液的流动性,确定SBS溶液中溶剂与SBS的质量比。根据SBS胶乳的乳化工艺对原材料进行选择并确定乳化工艺参数,采用四因素四水平的正交试验设计,通过机械稳定性、Zeta电位、粘度等评价指标分析各因素对SBS胶乳性能的影响,确定了SBS胶乳的最佳配方。通过蒸馏工艺得到稳定性能良好的浓缩SBS胶乳,评价蒸馏前后的SBS胶乳性能。其次,采用先乳化后改性的工艺得到改性乳化沥青,并进行常规性能指标分析。最后选用SBS胶乳改性乳化沥青、SBS改性乳化沥青、SBR胶乳改性乳化沥青分别制备微表处混合料,对比三种改性乳化沥青对微表处混合料的路用性能的影响。通过正交试验确定的SBS胶乳配方为:水/SBS(0.8)、乳化剂(8%)、无机稳定剂(0.2%)和有机稳定剂(0.1%);其中乳化剂为阳离子乳化剂(十六烷基三甲基溴化铵):非离子乳化剂(壬基酚聚氧乙烯醚)=3:1。对蒸馏前后的SBS胶乳进行性能评价,发现蒸馏前后的SBS胶乳粒径分布均匀,稳定性极好,且蒸馏后的SBS胶乳比蒸馏前的SBS胶乳更为稳定。通过对比SBS胶乳改性乳化沥青、SBS改性乳化沥青和SBR胶乳改性乳化沥青的性能,发现SBS胶乳改性乳化沥青蒸发残留物具有高温稳定性、低温抗裂性能。采用荧光显微分析了SBS胶乳改性乳化沥青的微观结构,表明SBS胶乳在改性乳化沥青中分散良好,乳化效果优异。以不同改性剂的改性乳化沥青制备微表处混合料,进行常规性能对比分析,发现三种改性乳化沥青微表处混合料的耐磨耗性能、抗水损性能和抗车辙性能均符合规范要求,其中SBS改性乳化沥青性能最为优异,而SBS胶乳以及SBR胶乳两种改性剂性能相差不大。三种改性剂的微表处混合料都基本不渗水,均具有良好的防水功能。同时它们的摩擦系数相差不大且均大于技术要求,三种改性剂的微表处混合料均具有良好的抗滑性能。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TQ331;U418.6
【图文】：

技术路线图

微观结构,外观,相近原则,溶解度参数

图 2.1 SBS 的微观结构(a)与外观(b).3.1 溶剂的选择选择溶解 SBS 的溶剂，可以根据以下三个原则，（1）溶解度参数相近原则；（相近原则；（3）溶剂化原则[50]。1）溶解度参数相近原则根据 Hildebrand 公式可以得知，溶剂的溶解度参数与聚合物的溶解度参数相同，能很好地溶解聚合物。但此原则仅适用于极性弱或非极性的溶剂与聚合物体系2）极性相近原则聚合物可以在极性与其相近的溶剂中溶解，即极性聚合物溶于极性溶剂，非极物可以溶于非极性溶剂中。两者的极性越相近，其溶解性越好。3）溶剂化原则溶剂化作用就是当溶质与溶剂产生的相互作用力大于溶质间的内聚力，使溶质

形貌,溶胀,甲苯,质量比

工艺具有更多的不可控因素，故不做考量。综合考虑到胶乳的制备工艺、溶解度参数、危害性以及经济型，故决）作为 SBS 溶胀的良溶剂。溶胀程度的确定液的配制方法：取一定质量的 Line-SBS 加入到密封容器内，倒入一胀，观察溶胀情况。对 SBS 溶液溶胀程度的判断可以有以下方法：观、粘度。溶胀完全的 SBS 溶液属于高分子溶液，高分子溶液的本质是真胀完全，SBS 溶液呈现均一半透明状态，所以可以采用观察法观察。刚加入 SBS 中，甲苯与 SBS 的界面非常清晰（见图 2.2a）；随着甲苯散，SBS 分子链开始舒展，SBS 原有形貌遭到改变，颗粒之间的分子SBS 颗粒出现界面模糊，相互粘连，随着溶胀进程的持续，SBS 分子形成均一、稳定、半透明的 SBS 溶液体系（见图 2.2b）。

【参考文献】