融雪相变微胶囊制备及相变沥青和混合料性能研究
发布时间：2023-08-09 17:14
北方低温雨雪冰冻天气下的路面极易产生积雪和结冰,严重影响了路面交通安全运输,也对国民经济的正常运行造成了巨大的隐患。针对路面积雪结冰问题,本文从主动调节沥青路面温度的角度出发,制备了微胶囊相变材料掺入到沥青路面中,利用其在环境温度高于相变温度时储存热量,低温时释放潜热,延缓路面降温,降低低温雪冻天气下的路面结冰和结霜的影响,起到路面主动化雪的功效。本文采用原位聚合法,以十四烷作为相变芯材,尿素改性密胺树脂为壳材,制备可以在低温条件下进行储能和放热的相变微胶囊。采用扫描电镜(SEM)、激光粒度分析仪、差示扫描量热计(DSC)和热重分析仪(TG),探究了不同乳化工艺、壁材成分和成壁条件对微胶囊形貌、粒径、热稳定性和潜热的影响,试验结果确定了十四烷相变微胶囊的最佳制备工艺,该工艺条件下形成的微胶囊呈现规则均匀的球形颗粒,其形貌良好,壁材光滑,相变潜热值可达119J/g,微胶囊粒径集中在10μm～20μm。将在最佳制备工艺条件下得到的微胶囊以均匀搅拌的方式加入到沥青中,制备相变沥青,并分析其化学成分、三大指标和流变特性的变化。研究表明,与普通沥青相比,微胶囊相变沥青的性能并未发生显著变化,微胶...
【文章页数】：111 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 相变材料技术发展及其应用
1.2.2 道路相变材料研究现状
1.2.3 相变微胶囊研究现状
1.3 国内外文献综述简析
1.4 本文主要研究内容及技术路线
1.4.1 路面调温融雪相变材料制备及其性能研究
1.4.2 相变沥青的制备及其性能研究
1.4.3 相变沥青混合料热物理性能研究
1.4.4 相变沥青混合料调温及融雪效果检验
1.4.5 相变沥青混合料路用性能研究
1.4.6 技术路线图
第2章 路面调温融雪相变微胶囊制备及其性能研究
2.1 调温融雪相变材料选择
2.2 十四烷相变微胶囊制备方法
2.3 相变微胶囊制备工艺影响分析
2.3.1 芯材乳化
2.3.2 成壁预聚单体制备
2.3.3 微胶囊制备
2.4 微胶囊制备试验材料与试验设备
2.4.1 试验材料
2.4.2 试验仪器及设备
2.5 不同制备工艺对微胶囊性能影响研究
2.5.1 乳化剂浓度对微胶囊性能影响
2.5.2 乳化转速对微胶囊性能影响
2.5.3 芯材和壁材质量比对微胶囊性能影响
2.5.4 预聚体UMF摩尔比影响
2.5.5 油水体积比影响
2.5.6 微胶囊合成过程中搅拌时间对微胶囊性能影响
2.5.7 微胶囊合成过程中搅拌温度对微胶囊性能影响
2.6 微胶囊最佳制备工艺确定
2.7 最佳制备工艺条件下的微胶囊性能分析
2.7.1 微胶囊微观形貌和粒径分析
2.7.2 微胶囊化学成分分析
2.7.3 微胶囊热稳定性分析
2.7.4 相变微胶囊相变参数分析
2.8 本章小结
第3章 相变沥青制备及其性能研究
3.1 微胶囊相变沥青制备及其机械稳定性分析
3.2 相变沥青成分分析
3.3 相变沥青潜热特性研究
3.4 相变沥青流变特性
3.4.1 相变换热对沥青流变性能影响
3.4.2 相变材料对沥青流变性能影响
3.5 相变微胶囊对沥青三大指标影响
3.6 相变沥青热稳定性
3.7 本章小结
第4章 相变沥青混合料热物理性能研究
4.1 路面-环境的基本传热方式
4.2 路面的热物理参数
4.3 相变沥青混合料热物理性能研究原理及测试方法
4.3.1 瞬态平板热源法
4.3.2 半无限大物体的非稳态导热法
4.3.3 DSC比热容间接测量法
4.4 相变沥青混合料热物理参数测定结果分析
4.4.1 相变沥青混合料热导系数
4.4.2 相变沥青混合料热扩散系数
4.4.3 相变沥青混合料比热容
4.5 本章小结
第5章 相变沥青混合料调温效果研究
5.1 调温相变沥青混合料车辙板制备
5.2 冬季室外调温效果检验
5.3 车辙板红外热像分析
5.4 室内模拟调温效果检验
5.5 相变车辙板融雪效果检验
5.6 相变沥青混合料调温机理分析
5.7 本章小结
第6章 相变沥青混合料路用性能验证
6.1 相变沥青混合料高温稳定性
6.2 相变沥青混合料低温抗裂性
6.3 相变沥青混合料水稳定性
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3840635
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【学位级别】：硕士
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摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题背景及研究目的和意义
1.2 国内外研究现状及分析
1.2.1 相变材料技术发展及其应用
1.2.2 道路相变材料研究现状
1.2.3 相变微胶囊研究现状
1.3 国内外文献综述简析
1.4 本文主要研究内容及技术路线
1.4.1 路面调温融雪相变材料制备及其性能研究
1.4.2 相变沥青的制备及其性能研究
1.4.3 相变沥青混合料热物理性能研究
1.4.4 相变沥青混合料调温及融雪效果检验
1.4.5 相变沥青混合料路用性能研究
1.4.6 技术路线图
第2章 路面调温融雪相变微胶囊制备及其性能研究
2.1 调温融雪相变材料选择
2.2 十四烷相变微胶囊制备方法
2.3 相变微胶囊制备工艺影响分析
2.3.1 芯材乳化
2.3.2 成壁预聚单体制备
2.3.3 微胶囊制备
2.4 微胶囊制备试验材料与试验设备
2.4.1 试验材料
2.4.2 试验仪器及设备
2.5 不同制备工艺对微胶囊性能影响研究
2.5.1 乳化剂浓度对微胶囊性能影响
2.5.2 乳化转速对微胶囊性能影响
2.5.3 芯材和壁材质量比对微胶囊性能影响
2.5.4 预聚体UMF摩尔比影响
2.5.5 油水体积比影响
2.5.6 微胶囊合成过程中搅拌时间对微胶囊性能影响
2.5.7 微胶囊合成过程中搅拌温度对微胶囊性能影响
2.6 微胶囊最佳制备工艺确定
2.7 最佳制备工艺条件下的微胶囊性能分析
2.7.1 微胶囊微观形貌和粒径分析
2.7.2 微胶囊化学成分分析
2.7.3 微胶囊热稳定性分析
2.7.4 相变微胶囊相变参数分析
2.8 本章小结
第3章 相变沥青制备及其性能研究
3.1 微胶囊相变沥青制备及其机械稳定性分析
3.2 相变沥青成分分析
3.3 相变沥青潜热特性研究
3.4 相变沥青流变特性
3.4.1 相变换热对沥青流变性能影响
3.4.2 相变材料对沥青流变性能影响
3.5 相变微胶囊对沥青三大指标影响
3.6 相变沥青热稳定性
3.7 本章小结
第4章 相变沥青混合料热物理性能研究
4.1 路面-环境的基本传热方式
4.2 路面的热物理参数
4.3 相变沥青混合料热物理性能研究原理及测试方法
4.3.1 瞬态平板热源法
4.3.2 半无限大物体的非稳态导热法
4.3.3 DSC比热容间接测量法
4.4 相变沥青混合料热物理参数测定结果分析
4.4.1 相变沥青混合料热导系数
4.4.2 相变沥青混合料热扩散系数
4.4.3 相变沥青混合料比热容
4.5 本章小结
第5章 相变沥青混合料调温效果研究
5.1 调温相变沥青混合料车辙板制备
5.2 冬季室外调温效果检验
5.3 车辙板红外热像分析
5.4 室内模拟调温效果检验
5.5 相变车辙板融雪效果检验
5.6 相变沥青混合料调温机理分析
5.7 本章小结
第6章 相变沥青混合料路用性能验证
6.1 相变沥青混合料高温稳定性
6.2 相变沥青混合料低温抗裂性
6.3 相变沥青混合料水稳定性
6.4 本章小结
结论
参考文献
致谢
本文编号：3840635
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