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SBS-聚异丁烯改性煤基沥青的研究

作　者: 赵建峰
导　师: 邢宏龙
学　校: 安徽理工大学
专　业: 应用化学
关键词: 煤沥青 SBS 聚异丁烯流变性能路用性能
分类号: TQ522.63
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
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内容摘要

以多联产煤沥青为原料、SBS和聚异丁烯为聚合物改性剂、三氟化硼乙醚为催化剂,制备改性煤沥青。研究了煤沥青物理改性和化学改性对改性煤沥青的热稳定性和断面结构的影响。用热重分析(TG)和扫描电镜(SEM)进行了表征。研究结果表明：以改性沥青为原料,研究了其热稳定性及断面结构,热重分析和扫描电镜的研究结果表明：SBS能够吸收了沥青中的油分,改性后的沥青热性能稳定；SBS改性煤沥青中SBS与煤沥青是以各自的形态存在,在改性的过程中,两者之间没有达到较好的相融合的状态,即SBS与煤沥青处于各自独立的体系,离析现象严重；而SBS与聚异丁烯二组分协同改性的煤沥青断面也较平整,结构较均匀,说明改性剂已经与沥青几乎融为一体；在加催化剂时,可以明显看出表面断裂,易脆,易碎。以改性煤沥青为原料,用流变仪进行了表征,研究了不同改性剂在不同温度下对改性煤沥青的粘度、相位角、车辙因子、复数模量以及剪切速率对粘度、应变的影响。研究结果表明：SBS和聚异丁烯二组分协同改性沥青的粘度得到改善,具有较好的弹性和较宽的温变范围,同时具有较好的抗车辙能力,同时得出二组分协同改性的较好百分比分别为2%SBS、6%聚异丁烯。以改性沥青为原料,对应用性能进行了初探,先研究SBS不同含量对软化点、针入度和延展度的影响,然后对SBS、SBS添加聚异丁烯物理改性及SBS添加聚异丁烯化学改性进行软化点、针入度和延展度的对比研究。初探结果表明：改性沥青与原料沥青相比软化点得到明显提高,说明沥青高温性能得到改善；针入度得到较小增加,其温度敏感性变小；延展度有所增加,其低温性能较好。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-12
第一章文献综述  12-22
  1.1 煤沥青总括  13-14
    1.1.1 煤沥青的定义  13
    1.1.2 煤沥青的组成  13-14
  1.2 煤基沥青的用途  14-16
    1.2.1 浸渍剂沥青及黏结剂沥青  14
    1.2.2 中间相沥青  14
    1.2.3 制备针状焦及涂料  14-15
    1.2.4 制备沥青基碳纤维  15
    1.2.5 用于配制燃料用油  15
    1.2.6 建筑及筑路沥青  15-16
  1.3 煤沥青改性  16-18
    1.3.1 煤沥青的改性方法  16-17
      1.3.1.1 热聚合法  16
      1.3.1.2 减压热聚法  16
      1.3.1.3 加压热聚法  16
      1.3.1.4 氧化法  16
      1.3.1.5 C-T法  16-17
    1.3.2 聚合物改性煤沥青  17-18
      1.3.2.1 聚合物改性煤基沥青的国外及国内现状  17
      1.3.2.2 聚合物改性煤基沥青的物质种类  17-18
      1.3.2.3 聚合物改性煤基沥青的制备方法  18
      1.3.2.4 聚合物改性煤基沥青的机理  18
  1.4 煤沥青的SBS改性  18-20
    1.4.1 SBS的结构性能  18-19
    1.4.2 SBS改性煤基沥青的机理  19
    1.4.3 SBS改性煤沥青所要解决的问题  19-20
    1.4.4 SBS改性煤沥青流变性能  20
  1.5 聚异丁烯  20-21
  1.6 本论文研究的目的、内容及创新点  21-22
    1.6.1 研究目的  21
    1.6.2 研究内容  21
    1.6.3 本文创新点  21-22
第二章改性煤沥青的制备及表征  22-33
  2.1 前言  22
  2.2 实验部分  22-26
    2.2.1 实验仪器  22
    2.2.2 实验原料  22
    2.2.3 改性沥青的制备  22-25
      2.2.3.1 原料沥青的制备  23
      2.2.3.2 煤沥青与SBS物理改性  23
      2.2.3.3 煤沥青与聚异丁烯的物理改性  23-24
      2.2.3.4 煤沥青与SBS添加聚异丁烯双组份的物理改性  24-25
      2.2.3.5 煤沥青与SBS添加聚异丁烯双组份的化学改性  25
    2.2.4 改件沥青的表征  25-26
      2.2.4.1 差热—热重分析农征  25
      2.2.4.2 扫描电子显微镜表征  25-26
  2.3 结果与讨论  26-32
    2.3.1 改性沥青的热重分析  26-27
    2.3.2 改性沥青SEM表征  27-32
  2.4 小结  32-33
第三章改性煤基沥青的流变性能  33-56
  3.1 前言  33-34
  3.2 实验部分  34
    3.2.1 实验原料  34
    3.2.2 实验仪器  34
  3.3 结果与讨论  34-55
    3.3.1 SBS改性煤沥青流变性能测试  34-39
      3.3.1.1 温度对粘度的影响  34-36
      3.3.1.2 剪切速率对粘度的影响  36
      3.3.1.3 温度对车辙因子的影响  36-37
      3.3.1.4 温度对相位角的影响  37-39
      3.3.1.5 剪切速率对应变的影响  39
    3.3.2 聚异丁烯(PIB)改性煤沥青流变性能  39-44
      3.3.2.1 温度对粘度的影响  40-41
      3.3.2.2 剪切速率对粘度的影响  41-42
      3.3.2.3 温度对车辙因子的影响  42
      3.3.2.4 温度对相位角的影响  42-43
      3.3.2.5 剪切速率对应变的影响  43-44
    3.3.3 SBS与聚异丁烯(PIB)改性煤沥青流变性能  44-47
      3.3.3.1 温度对粘度的影响  44-45
      3.3.3.2 剪切速率对粘度的影响  45-46
      3.3.3.3 温度对车辙因子的影响  46
      3.3.3.4 温度对相位角的影响  46-47
      3.3.3.5 剪切速率对应变的影响  47
    3.3.4 聚合物改性沥青测试性能的对比研究  47-55
      3.3.4.1 反应剂的加入量对改性沥青的增粘作用  47-48
      3.3.4.2 在不同温度对煤沥青粘度的影响  48-50
      3.3.4.3 不同温度对煤沥青复数模量的影响  50
      3.3.4.4 不同温度对煤沥青车辙因子的影响  50-52
      3.3.4.5 剪切速率和粘度  52-53
      3.3.4.6 剪切速率和剪切应力  53-54
      3.3.4.7 损耗因子与温度的关系  54-55
  3.4 小结  55-56
第四章改性沥青应用初探  56-64
  4.1 前言  56
  4.2 实验部分  56-57
    4.2.1 实验原料  56
    4.2.2 实验仪器  56-57
    4.2.3 实验过程  57
      4.2.3.1 软化点性能测试(环球法)  57
      4.2.3.2 针入度性能测定  57
      4.2.3.3 延度性能测定  57
  4.3 结果与讨论  57-63
    4.3.1 SBS对软化点的影响  57-58
    4.3.2 SBS的掺杂量对针入度的影响  58-59
    4.3.3 SBS对延展度的影响  59-61
    4.3.4 改性沥青软化点综合对比研究  61-62
    4.3.5 改性沥青针入度综合对比研究  62-63
    4.3.6 改性沥青延展度综合对比研究  63
  4.4 小结  63-64
第五章结论与展望  64-65
参考文献  65-68
致谢  68-69
作者简介及读研期间主要科研成果  69

SBS-聚异丁烯改性煤基沥青的研究

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