聚乙烯及其共混物改性沥青的微观结构与流变性能研究

发布时间：2020-03-23 19:08

【摘要】：本文以聚乙烯及其共混物改性沥青为研究对象,通过改变聚乙烯分子量、共混物的比例等实验条件来调控相分离结构,使改性沥青具有高模量、高弹性的流变性能,从而改善其抗车辙性。在此基础上,研究废旧聚乙烯改性沥青,探索绿色环保改性沥青材料的制备与性能。考察不同分子量的聚乙烯对沥青性能的影响。研究发现,随着分子量的增大,沥青的复合模量和复合黏度越高,相位角越低。聚乙烯分子量较低时,其改性沥青体系会形成海-岛(分散相-基体相)结构,其中聚乙烯以滴液状分散相的形式分布在沥青基体中。对高分子量的聚乙烯改性沥青而言,相分离结构仍然表现为分散相-基体相的特征,但由聚乙烯组成的分散相外形并不规则,部分呈球状,部分呈长条状。通过DSC测试发现分子量最高的聚乙烯的熔点温度最高,它改性的沥青稳定性好,且该体系在流变学测试中具有最高的复合模量和复合黏度,反映了较好的抗变形能力、及抗车辙能力。基于前一部分的研究结果,选择抗车辙性能最好的一种聚乙烯为沥青改性剂的一种,并添加热塑性弹性体SBS,采用PE/SBS共混来复合改性沥青,以望进一步提高沥青材料的弹性性能,即形变回复能力。研究发现,当SBS占主要成分时,改性沥青体系对温度的依赖性更强。而当结晶性PE占主要成分时,由于PE具有较大的熔融焓变值,PE富集相晶态-非晶态的相转变,导致改性沥青在低于PE熔点温度的某个范围内出现流变稳定“平台”,改善了沥青的温度敏感性,增强其高温抗车辙性能。基于以上研究,以废旧聚乙烯为主体,加入第三组份(聚乙烯相容剂,热塑性弹性体,胶粉)改性沥青。研究发现,随着第三组分含量增多,沥青的复合模量和复合黏度越高,相位角越低。4wt.%聚乙烯相容剂改性的体系,形成了高度交联的海绵状凝胶结构体,通过DSC测试发现这种特殊的结构使改性沥青具有较好的热力学稳定性,且该体系在流变学测试中具有最高的复合模量和复合黏度,最小的相位角,体现良好的抗车辙和抗变形能力。
【学位授予单位】：重庆理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：TE626.86

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本文编号：2597139