废食用油基生物沥青的制备与性能表征

发布时间：2020-11-17 09:11

　　 生物沥青是以生物质为原料,最终转化为具备沥青功能的材料,具有来源广泛、环境友好等特点。本文以废食用油残余物、硬质沥青、石油树脂、丁苯橡胶及有机蒙脱土为主要原料,利用有约束的配方均匀设计方法进行配比设计,并采用添加剂改善材料体系的储存稳定性及热氧稳定性,制得废食用油基生物沥青,综合研究其路用性能、化学组成及微观结构,主要结论如下:(1)利用有约束的配方均匀设计方法,优选废食用油基生物沥青最佳质量配比为废食用油残余物:硬质沥青:石油树脂:有机蒙脱土:丁苯橡胶=0.33:0.37:0.2:0.05:0.05。分散剂DDAC、芳烃油掺量分别为1.5%、1.2%(以废食用油残余物质量百分比计)时,废食用油基生物沥青的软化点差值为0.5℃,储存稳定性能良好。适量交联剂、抗老化剂能促进空间网络结构的形成、抑制自由基的形成,改善材料体系的热氧稳定性能。(2)废食用油基生物沥青的低温性能优良,5℃延度大于150cm,且在-36℃时劲度模量及蠕变速率值分别为236MPa及0.341,满足SHRP要求;废食用油基生物沥青的高温性能略逊于SBS改性沥青,但优于70#基质沥青,三者的软化点值分别为52.3℃、56.9℃及49.1℃;废食用油基生物沥青的温度敏感性低、抗剥离能力优良,针入度-温度敏感系数为0.037,粘附等级为五级。(3)与石油沥青相比,废食用油基生物沥青胶体结构趋于溶胶型,胶体不稳定指数为0.34;热裂解气象色谱研究发现,废食用油基生物沥青的苯含量与石油沥青相近,且不存在苯酚、萘等有毒物质,环境友好;废食用油基生物沥青的红外光谱分布与石油沥青有较大区别,存在羧基、S-S键等特征峰;元素分析发现,废食用油基生物沥青的碳氢比为0.61,氧碳比为0.03%。与石油沥青相比,废食用油基生物沥青的碳氢链饱和度相对较低,存在较多芳香环结构。上述结果表明,废食用油基生物沥青具有良好的路用性能及环境效益,有望作为石油沥青的替代材料用于寒冷地区的路面建设。
【学位单位】：武汉理工大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2018
【中图分类】：X799.3;U414
【部分图文】：

废食用油精炼生物柴油时，经酸化、本文采用的废食用油残余物为中兴农稠液体状，如图 2-1 所示。根据相关规测试，结果如表 2-1 所示。从表中可以度均较小，且富含 、 支链酸及甘的铺筑，需对其进行改性。表 2-1 废食用油残余物性能指标质量分数/%~单甘酯甘油二酯水 杂质8 50.88 0.99 4.75 23.09 0.54 0.02

经破碎、反复研磨，得到粉状颗粒，经如图2-2 所示。粉状硬质沥青能更好、更迅速的与废食用油残余物融合成均相系统，本文对硬质沥青的基本性能指标进行测试，结果如表 2-2 所示。从表中可以看出，硬质沥青具有针入度小、软化点及闪点高、延度小等特点，可提高废食用油残余物的粘度及高温稳定性能，但同时又对其低温抗拉伸破坏的能力有一定影响。表 2-2 硬质沥青的基本性能指标测试项目状态针入度/(25℃, 0.1 mm)软化点/℃延度/(15℃, cm)闪点/℃检测结果固态颗粒状 15 100 13 260图 2-2 硬质沥青颗粒（2）石油树脂石油树脂（Hydrocarbonresin,HR）是以裂解乙烯副产的 馏分为原料，经阳离子催化聚合得到的功能树脂，如图 2-3 所示，其分子量介于 300~3000。该类树脂的主要链节为脂肪烃结构，具有粘结强度高、快粘性好、粘结性能稳定、混溶性好、耐热耐化学腐蚀等特点，被广泛应用于橡胶、粘合剂的增粘及油漆、油墨等行业。本文对 石油树脂的基本性能指标进行测试，结果如表 2-3 所示。从表中可以看出，石油树脂的软化点高、熔融粘度?

并能改善其高温稳定性能。表 2-3 石油树脂基本性能指标加德纳色度黄色指数（YI）软化点/℃酸值/(mgKOH/g)溴值/(g Br/100g)ASTMD6166ASTME313ASTME28GB/T 2895-2008GB/T11135-890-0.3 0-3 100±5 0.5 实测 0 2.21 103.1 0.02 1.13
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本文编号：2887326