当前位置:文档之家› 功能纤维改性的方法-XXX

功能纤维改性的方法-XXX

功能纤维改性的方法-XXX
功能纤维改性的方法-XXX

功能纤维改性的方法

——XXX

摘要:功能纤维指具有特殊功能的纤维的总称。简述了功能纤维的新发展,重点介绍功能性纤维的种类和改性方法,结合纤维材料改性的发展趋势,分析讨论了纤维改性中的问题及关注点。

在纤维的发展历史中, 棉、麻、毛、蚕丝是主要的四大天然纤维。直到19 世纪80 年代, 法国人发明硝酸纤维, 才开始了人造纤维的发展历史。20 世纪20 年代, 美国人发明锦纶合成纤维。不久涤纶、腈纶、维纶、丙纶、氨纶等许多产品相继问世。纤维材料的发展历程和技术进步如图1所示。

图1 纤维材料的发展历程与技术的进步

随着纤维技术的发展和积累,新技术与新的基础理论相结合,开始形成新纤维品种。近年,纤维科学界把高分子纤维、材料的高性能化、高功能化作为重要的研究方向,开发了一批具有高性能、高功能的新一代化学纤维。高功能纤维就是从高分子原料的合成、反应、结构及聚集态,到纤维成型的物理加工、高次结构的控制等方面研究出发,采用新的工艺技术和后加工技术,从而使纤维具有了

某种特殊功能。高功能纤维一般可分为仿真纤维、防护功能纤维、分离功能纤维、保健卫生功能纤维和传导性纤维五个大类[1]。

功能纤维是指除一般纤维所具有的物理机械性能以外,还具有某种特殊功能的新型纤维。所谓的特殊功能,指的是反渗透、分离混合气体、透析、超滤、吸附、吸油、离子交换、高效过滤、导光和导电等。功能纤维以其各自的特殊功能,在工业上分别得到相应的应用。比如说:纤维具有卫生保健功能(抗菌、杀螨、理疗及除异味等);防护功能(防辐射、抗静电、抗紫外线等);热湿舒适功能(吸热、放热、吸湿、放湿等);医疗和环保功能(生物相容性和生物降解性)[2]。功能纤维的发展是现代纤维科学进步的象征。功能化纤维、差别化纤维和高性能纤维的发展为传统纺织工业的技术创新, 向高科技产业的转化创造了有利条件, 为人类生活水平的提高作出了贡献。

功能性纤维按照功能主要属性可分为以下四大类:

1.物理性功能其中电学功能有抗静电性、导电性、电磁波屏蔽性、光电性以及信息记忆性等;热学功能有耐高温性、绝热性、阻燃性、热敏性、蓄热性以及耐低温性等;光学功能有光导性、光折射性、光干涉性、耐光耐候性、偏光性以及光吸收性等;物理形态功能有异形截面形状、超微细和表面微细加工性等。

2.化学性功能如光降解性、光交联性、消异味功能和催化活性功能等。

3.物质分离性功能如分离性功能有中空分离性、微孔分离性和反渗透性等; 吸附交换功能有离子交换性、高吸水性、选择吸附性等。

4.生物适应性功能其中医疗保健功能如防护性、抗菌性、生物适应性等; 生物功能如人工透析性、生物吸收性和生物相容性。

功能性纤维按照功能分为六大类:

1.防护性纤维(主要包括抗静电、抗辐射、防紫外线、保温纤维)

防护功能纤维指利用现代科技手段制造的,在危害环境中能对人起防护作用的纤维材料。

(1)抗静电纤维不含水分的纤维都是电的绝缘体。天然纤维由于吸湿性好, 水分子的导电性很好, 因此天然纤维的静电现象并不严重。而合成纤维由于吸湿性差, 在加工和使用过程中容易产生静电, 既给生产带来一定困难, 又会在服装穿着过程中织物相互粘缠, 影响美观。为了消除静电, 从60 年代起开始了开发抗静电纤维的工作[3]。抗静电纤维主要包括永久性抗静电纤维和暂时性抗静电纤维。暂时性抗静电纤维主要是为了防止合成纤维制造和加工过程中的静电干扰。所用的抗静电剂多为各种表面活性剂。但这种抗静电纤维耐洗涤和耐久性差, 加工过程完成后抗静电性就消失了。永久性抗静电纤维是通过树酯整理或特殊纺丝方法制造的具有永久抗静电性的纤维, 耐洗涤、耐摩擦。其制造方法主要有树酯整理法、共混纺丝法、复合纺丝法、共聚法或接枝共聚法。

(2)防辐射纤维辐射是指物质以电磁波或粒子形式进行能量发射或转移的过程。辐射对材料的破坏很大, 对人体也有很大危害, 为此, 各种对辐射具有防护作用的纤维便应运而生。防辐射纤维有两种类型: 一种是纤维本身就耐辐射, 称之为耐辐射纤维;另一种是复合型防辐射纤维。通过向纤维中添加其他化合物或元素使该纤维具有耐辐射的性能。耐辐射纤维的代表是聚酰亚胺纤维。由于其分子链全部由芳香环组成,而且芳环中的碳和氧的结合是双键形式,故有效地增强了结合能[4]。因此,聚酰亚胺纤维具有耐辐射、耐热、分子链不易断裂、强度高等一系列优良性能, 广泛应用于宇航、电气、原子能工业方面。复合型防辐射纤维主要有防中子纤维和防γ射线纤维。

(3)防紫外线纤维防紫外线纤维有两种类型: 一是自身就具有抗紫外线破坏能力的纤维, 如腈纶。另一类是含有防紫外线添加剂的纤维。它是先在成纤高聚物中添加少量防紫外线添加剂, 然后纺丝制成防紫外线纤维。用添加剂制造防紫外线纤维的途径主要有: 一是选择一种合适的紫外线吸收剂与成纤高聚物的

单体共聚制成防紫外线纤维。二是将无机物微粒子与单体混合, 然后聚合制成无机物均匀分布的高聚物, 经纺丝得到屏蔽紫外线的纤维[5]。

(4)保温纤维保暖一直是纺织材料的主要功能。随着科学技术的发展, 人们希望不仅保暖而且轻薄, 于是开发出各种保温材料, 如超细、中空纤维等。这些材料能有效提高热传导率低的空气的含有率。为了突破保温纤维仅用于遮体御寒的观念, 人们又开发了一种根据环境变化, 在一定温度范围内可自由调节体温的纤维, 称为温控纤维。现已开发的温控纤维有相变物质类温控纤维、塑性晶体类温控纤维、添加溶剂类温控纤维、电发热温控纤维等。

2.物质分离纤维(主要包括分离纤维膜、离子交换纤维及吸附纤维)

随着人们对物质利用的深度和广度地不断开拓, 物质的分离提纯成为一个

重要的课题。常见的传统分离方法有筛分、过滤、离心分离、浓缩、蒸馏、蒸发、萃取、重结晶等。但是,对于更高层次的分离,如分子或离子尺寸的分离,生物体组分的分离等,采用传统的分离方法是难以实现的,或达不到精度。于是,出现了具有选择性分离功能的高分子材料,这些材料分为以下几种。

(1)分离纤维膜膜分离技术既能使混合体按组分不同而分离,又能对流体进行净化和浓缩。膜的类型包括中空纤维膜、平板膜、卷式膜、管式膜等多种型式。各种型式的膜都有其特点,可根据分离的需要而选择。膜装置主要用于超纯水的制备,海水的淡化和制盐,多种工业废水的处理和回收,食品和生物制品的浓缩、分离、精制和提纯,医疗部门的各种人工脏器、人造皮肤、人造血管等。

(2)离子交换纤维离子交换是以离子为对象,利用同符号离子交换的物理现象,进行离子的补集、除去或分离。在大分子中引入某些活性基团,如磺酸基、羧基、胺基、磷酸酯基或硫基等,纤维就具有进行离子交换或捕捉重金属离子的功能。离子交换纤维主要用于:净化分离气体( 如制成防毒面具或防护服装等) ,净化水溶液;水的脱盐和软化,从海水中吸铀,从废液中提取稀土元素和贵重金属等。还可根据用途不同而制成不同的纱线、织物或非织造布。

(3)吸附纤维吸附纤维是具有分离功能的另一类纤维。纤维结构中含有众多的微细孔隙。吸附纤维没有离子交换基团,它与被吸附物质之间的作用力是微弱的,因此解吸和再生都较方便。活性炭纤维是这一类的代表。它具有多微孔结构,表面有很强的吸附性,可用于某些气体液体的吸附、回收、脱臭、脱色、精制、分离的滤材和人工内脏器材等,也可用作某些化学反应触媒的载体。

3.生物医学纤维(主要包括甲壳素、聚乳酸等纤维)

(1)医用缝合线聚酯类生物降解材料纺丝制得的缝合线的研究和应用较为广泛。聚乙- 丙交酯( PGLA)作为可吸收医用缝合线,在人体内可保持强度三、四个星期,吸收周期根据缝合线的成分和大小型号约为两、三个月,使得外科手术刀口有足够时间愈合。此外, 高分子合成材料聚丙烯胶原可吸收性缝合线、改进的再生胶原纤维固载金属离子吸附纤维也在积极投入使用中。

(2)医用伤口敷料近年来,随着“湿疗”概念在伤口治疗中的建立及外科手术和伤口治疗实践的发展, 已开发了许多高技术的伤口纱布、伤口绷带, 可为伤口提供微湿的条件, 有利于伤口的愈合, 同时降低了成本。而这些高技术伤口敷料基本上都是由生物可降解纤维制成, 海藻酸钙纤维用作敷料时, 它与伤口之间相互作用, 会产生海藻酸钠、海藻酸钙凝胶, 这种凝胶是亲水性的,可使O2 通过而细菌不能通过, 可促进新组织的生长。例如止血纱布是采用粘胶纤维针织物经特殊的氯化处理而制成, 所生成的氯化纤维素构成羧基, 具有凝集血小板的化学止血作用, 进入人体后能降解为低分子物质排出体外[6-7]。

(3)医用纤维纸甲壳质类纤维,因其良好的透气性和吸水性,非常适合做医用纤维纸。在日本已经有人提出了甲壳质纸的制造方法,并且在美国申请了专利[8]。

(4)缓释药物纤维日本一家公司于90 年代初开发了一种以纤维型制剂形式经皮肤透入作为用药方式的缓释药物纤维。开发该纤维所用基材是尼龙、聚酯、聚丙烯腈等热塑性线型聚合物,其工艺方法是将药物掺加到这种聚合物中共混纺丝,使药物含入纤维内。为了达到均匀分散,药物多为粉剂, 粒径在5μm以下。为了形成药物的缓释性, 药物粉粒上要涂敷一层有逐渐分解或升华性质的高分

子化合物薄膜。这种涂层后的药物粉粒可以直接添加到熔融的成纤聚合物中, 添加量为基材重量的10%。这种纺丝液在充分混炼之后进行纺丝, 纺出78dtex 纤维。成纤在牵伸方向上形成大量微细孔隙, 纤维中的药物可以经过微细孔隙缓慢散出, 可使长时间具有医疗效果[9-12]。

4.卫生保健纤维(主要包括抗菌、防臭、调温、远红外、负离子等纤维)

(1)抗菌防臭纤维20世纪80年代起,抗菌防臭纤维的开发与应用技术取得较大进步,它通常是将抗菌剂以共混改性的方式加入到化学纤维中, 制得持久性抗菌纤维。抗菌防臭纤维具有抑制和杀死细菌, 防止因细菌分解人体分泌物而产生臭气, 阻止疾病传播等功效。随着国内超微细技术的发展, 已能够批量生产多种纤维, 用无机抗菌剂, 通过共混或复合引入化纤之中, 实现了抗菌纤维的产业化。目前开发的抗菌防臭纤维主要是在涤纶、锦纶和腈纶上施以抗菌防臭剂制成的, 而在众多抗菌防臭剂中, 含金属氧化物(陶瓷微粒)的抗菌效果比较突出。在涤纶、锦纶和腈纶中混入抗菌性沸石制成的抗菌防臭纤维, 它对许多细菌和霉

菌具有消毒作用, 尤其是对绿浓菌、耐药性金黄色葡萄球菌的抑制和预防效果较好[2]。

(2)负离子纤维负离子纤维产生于20世纪80年代末期,由日本首先发表相关专利。其主要的生产方法有表面涂覆改性法、共混纺丝法、共聚法等,表面涂覆改性法是在纤维的后加工过程中,利用表面处理技术和树脂整理技术将含有负离子无机物微粒的处理液固着在纤维表面,因该矿物原液中含有树脂粘合剂成分,可得到耐久性良好的负离子纤维;共混纺丝法采用化学和物理方法将负离子发生体制成与高聚物材料具有良好相溶性的纳米级粉体,经表面处理后,与高聚物载体按一定比例混合,熔融挤出制得负离子母粒,再进行干燥,按一定配比与高聚物切片混合,采用共混纺丝法进行纺丝。

5.传导纤维(主要包括超导、导电、光导纤维)

传导性纤维是指具有传导电、光、超导等功能的纤维,主要有导电纤维、光导纤维、超导纤维。导电纤维的种类很多,有金属纤维、碳纤维以及有机复合纤维等。最早的导电纤维是利用金属的导电性而制成的。这类纤维的导电性优良,且耐热,耐化学腐蚀,但制造困难。随后出现了碳素纤维和非金属合成纤维。光导纤维是用折射率不同的两种透明材料通过特殊复合技术制成的芯鞘型复合纤维。这种纤维具有导光性能,使光在芯部沿其界面折射传导。多用作光通信、数据传递、各种光照明和数字显示等。现有无机光导纤维和有机光导纤维两大类。

6.智能及其他纤维(主要包括仿生、超高吸水纤维等)

(1)仿生纤维仿生纤维是模仿生物的精巧结构而开发的能逼真地模拟自然生态的特殊纤维。例如, 人们发现夜间活动的昆虫的角膜上, 整齐地排列着微细圆锥状的突起结构, 能防止夜晚微弱光线的反射损失[14]。模仿这种结构可制成超微坑纤维。这种纤维由于减少光的反射, 提高黑色感, 使色泽的深色感强, 鲜明度提高。日本帝人公司模仿自然界中富有防水性的荷叶, 开发了著名的Microft Lectus。其01484dtex 的微细卷曲长丝足以封住纱线内部的空气, 由此而具有良好的防水作用。雨点落在织物表面时仅形成喷洒状的珠滴, 在织物表面上滚动而不会润湿织物。

(2)超高吸水纤维基于纤维材料吸湿、吸水机理,以及水分在纤维和纤维集合体中传递方面研究所取得的成果,开发高吸湿、吸水纤维具有二个方面应用

目的: 一是为了提高合成纤维织物的吸湿、导湿性,改善其服用舒适性;二是为了开拓纺织纤维新的应用领域,如医疗、卫生用纺织品,农用纺织品,过滤、透析材料或其他工业用纺织品等。

(3)变色纤维利用微胶囊技术、涂层技术和液晶材料制造的变色织物已应用于服装、绒线、窗帘等领域。将无数内贮因温度或光线等作用而变色的液晶材料和染料的微胶囊分散于液态树脂粘合剂或印染浆中,再用合适的方法涂敷于纤维或织物上,变色微胶囊在光、热、压力、辐照等外界因素刺激下而显色、消色或变色。当外部刺激源为光时称光致变色,遇热时变色称热致变色,此外还有电致变色、压致变色等。如果将变色微胶囊引入纤维内部,或通过涂层技术施以织物表面,则制成的纺织品在外界因素刺激下会产生变色效果[13]。

功能纤维,既有单一功能纤维,又有多功能一体化的纤维,它们在防护、物质分离、生物医学、卫生保健、传导及智能调节方面发挥着重要的作用[4]。功能性纤维的开发利用对化纤行业的未来发展产生着巨大的影响。首先,功能性纤维的发展是纺织服装、产业用纺织品等领域的要求。其次,高新技术的发展为开发功能性纤维提供了有利条件,企业院校的联合开发增加了功能性产品的附加值,提高了企业的竞争力。目前,单一功能的化纤产品已不能满足市场需求,多功能、高性能的复合是未来化纤产业发展的主要方向。

纤维改性(fiber modification),指通过一定的化学或物理方法对某些纤维的性能进行改造,从而获得一种新性能的纤维。这类似于通常的橡胶改性,塑料改性等。通常,人们所穿的衣物是由纤维纺织而成,其原料可能是天然材料也可能来自人工合成,但是原料状态不一定完美,例如可能不太好染色,因此需要通过一系列方法对其进行改造,从而使纤维更加适合使用,此即为纤维改性在生活中最普遍的应用。传统改性方法有化学法(如共聚或接枝共聚等方法)及物理法(如共混),近年来亦发展出生物法。经过物理变性的纤维有异形纤维、变形纤维和复合纤维,使用化学方法改性的纤维则有接枝纤维、共聚纤维和经化学后处理变性的纤维等。纤维改性与纤维改形不同,改形只是改变纤维的形态,例如将蚕丝纤维改形成膜体和粉体等[15]。

纤维材料改性的基本思路大都以最终目标性能为指导,充分利用或开发与之相适应的加工、改性方法,再进行设计和制备[16]。

例如,对于天然纤维及生物质纤维材料,出于其本身的良好服用性能及特性,改性目标大都针对其某些弱点或拓展其功能化应用。原则上是要在保持其原有优异性能的前提下,赋予新的性能。而对于合成纤维改性的主要目标是赋予其天然纤维的性能,或满足特殊性能的需要,如高强、高模、高弹、耐热及各种特殊功能等。为此,必须对天然纤维及合成纤维的结构与性能的关系有系统而深刻的了解。然而,模仿天然纤维并不是简单再现其组织结构,更重要的是通过对纤维的改性,模拟天然纤维的功能。然而,出于纤维结构与性能错综复杂的关系,当采用某种方法改善某一种性能时,不可避免地会引起其他性能的变化。如用共聚合改进疏水性合成纤维的吸湿性或染色性时,往往伴随熔点降低或强度下降。因此,在改性中必须防止纤维有价值的性质受到过多的影响.应在相互矛盾的效应中求得综合平衡或“加合效应”,使纤维材料获得更高的使用价值和更广泛的用途。

纤维的改性方法主要有以下几种:

1.化学法

聚合物的化学改性是通过聚合物的化学反应,改变大分子链亡的原子或原于团的种类及其结合方式的一类改性方法。经化学改性,改变了已有大分子的化学结构,从而改善纤维的性能或赋予其新的性能。化学改性的效果具有耐久性,但化学结构的改变,在一定程度上也会引起结构的某些变化,从而引发纤维一系列性能的变化。包括有:

(1)接枝和嵌段共聚改性:接枝和嵌段共聚物都是多织分聚合物,并可能是多相。通过接枝和嵌段共聚,可以将亲水的和亲油的、酸性的和碱性的、塑性的、高弹性的以及互不相容的两种链段键接在一起,赋予其特殊的性能。因此,聚合物的接枝和嵌段改性,已成为扩大聚合物应用领域、改善聚合物材料性能的一种简单而又行之有效的方法。

(2)共聚改性:通过在聚合物主链上引入第三、第四组分,从而部分或全部破坏聚合物的结晶性能,改变大分子链的刚性.提高分子链间的相互作用力,或是在大分子结构引入一定的极性基团,改善聚合物对染料的亲和力。由于这种改性是在大分子结构中进行的,因此相对于其他的纤维改性而言其效果具有明显的持久性。

(3)化学反应改性:化学反应改件是利用聚合物大分子上的反应性基团按分子设计进行化学反应,从而改善聚合物的性能或提供特殊功能。例如,聚丙烯脂(PAN)大分子的侧基是氰基(一CN),其极性强,较活泼,可进行各种化学反应。PAN纤维在受热时相邻氰基间发生缩合反应,脱氢形成由萘啶环构成的梯形大分子。此时PAN纤维具有优良的阻燃件和耐热性,称为预氧化纤维。经进一步热处理脱去杂原子,形成碳纤维[17]。

(4)交联改性:纤维交联的目的主要是为了改善纤维的水溶性和力学性能。例如利用酸酐及醛与壳聚糖纤维表面的一NH2反应可对壳聚糖纤维交联,酸酐交联的壳聚糖纤维不溶于水且强度也可提高.而醛交联的纤维在提高纤维强度的同时,往往易使纤维变脆。

(5)表面化学处理改性:表面处理改性是通过化学方法,改变已有成纤高聚物大分子的表面化学结构及粗糙程度,以达到改善纤维的表面性能的目的。例如表面氧化处理、表面涂层处理改性等。

2.物理法

物理改性通常是利用各种物理方法及手段,在不改变成纤高聚物大分子主体结构的情况下,通过改变纤维的聚集态结构、形态结构、表面成分等达到改善纤维性能的目的。陶瓷纤维、金属纤维的成型及晶相结构的转变,通常与熔法纺丝及烧结方式的调控有关,而这都是物理改性及加工方法的结果。包括有:

(1) 等离子体改性:早在20世纪60年代木,等离子体技术就被用在有机材料的改性上,如今,作为一种表面改性技术,其应用也越来越广。等离子体技术具有以下优点:○1较之传统的化学处理,等离子表面改性是一种干式工艺,不需要水和化学试剂,因此只有节能、无公害的优点,是一种更经济更环保的处理技术;○2与同为于式工艺的放射线处理、电子束处理、电晕处理等相比,其独特之处在于等离子体表面处理的作用深度仅为表面极薄的一层,一般在离表面50—100m的表层发生物理或化学变化,因而能使界面物性显著改善而纤维的本体性能不受影响[18]。

(2) 射线照射改性:通过射线的照射来改变分子结构从而引发性能转变的改性方法。

(3) 电晕处理:是一种电击处理,它使材料表面具有更高的附着性。

(4) 共混改性:通过与其它材料共混或者在制备过程中添加助剂而使各自性能互补从而最终材料性能变化的一种方法。

(5) 超声波改性:与电磁波不同的是,超声波传递时会使弹性介质中的粒子发生振荡,并通过介质按超声波的传播方向来传送能量。超声波对纤维结构的影响不是来自声波与纤维分子的直接作用,而是聚集声能的超声空化作用。利用超声波技术,通过增加纤维表面极性基团的含量和纤维表面的粗糙度来提高界面性能.是一种对纤维无损害、能够提高材料机械性能的有效方法。

(6) 成型后处理改性:改变纺丝和后处理条件,可制备干热收缩率小的纤维,这也算是一种改性方法。如在纺制涤纶短纤维时,前纺提高喷丝头拉伸,增加吹风风速,后面降低拉伸温皮和拉伸倍数。低收缩纤维的制备原则和制备高收缩纤维的相反,要求纤维的结晶度比常规纤维高、非晶比例小,可采用共缩聚改件,也可改变纺丝和后处理工艺。

3. 生物法

这是近年来才出现的一种新的改性方法,它运用生物技术,如基因工程和生物合成技术等,这样不仅能增加纤维产品改性的途径和提高现有纤维的性能,而且能创造一些全新的“生物纤维”。这就是化学学科与生物学科的综合。

常见改性实例有以下几方面:

1. 吸水性改性

(1) 聚乙烯醇纤维的改性,将聚乙烯醇纤维加至顺丁烯二酸酐的有机溶剂中,混合加热,聚乙烯醇上的羟基和酸酐上的羧基发生缩合反应,聚乙烯醇分子的侧链部分酯化,引入了羧基,提高了纤维的亲水性,同时使分子间形成了交联结构,制得了高吸水性聚乙烯醇纤维。

(2) 人造丝纤维的改性,将人造丝短纤维加至氢氧化钠、丙烯酰胺、双丙烯酰胺、乙酸组成的混合溶液中,在室温中浸渍5min,过滤后,加热至120℃,干燥后再用盐酸中和,过滤,用甲醇洗净,干燥得吸水性纤维状物。

(3) 聚丙烯腈丝的改性,将聚丙烯腈丝在10%的氢氧化钠溶液中加热至沸腾,这时吸水性较弱的腈基与氢氧化钠反应生成吸水性较强羧基钠,用盐酸中和、甲醛处理,形成了交联结构,迸一步提高吸水性,得到高吸水性纤维。

2. 强度改性

拉伸是提高化学纤维强度的一个重要方法。常规的熔体纺丝及溶液纺丝法纺出的初生纤维结晶度和取向度都较低,拉伸工序首先破坏初生纤维的自然结晶,在拉伸应力和热效应的作用下,大分子链段的活动性增加,各种结构单元沿着纤维轴向取向聚集,重新排列,增加新的结合点,使纤维中更多的分子链处于最佳的应力承受状态,提高了纤维的结晶度和取向度,从而提高纤维强度。例如聚丙烯腈(PAN)纤维沿分子轴无序而分子链侧向却因极性很强的氰基的相互作用而

形成有序结构,整个大分子琏形成螺旋状立体构象,高倍拉伸可使PAN纤维分子链沿纤维轴取向,强度提高。在工业生产中,因一次牵伸的倍数有限,常采用两次或多次牵伸来达到要求[16]。

3. 染色性改性

难染色的关键是由纤维本身的结构与性能所定。从这个角度来看,要解决这一问题大致有两种途径,一是对纤维表面进行改性,另一种方法是加入其他组分,进行共混改性或在聚合时加入其他单体进行共聚改性,通过纤维结构的疏松化(但要保持原有的力学性能)或使纤维内部具有染色性,例如改进聚丙烯染色性的常用方法是在聚丙烯中加入可染性组分,使聚丙烯纤维中产生染料的接受体,给予一定的染色位置。

纤维材料的改性与其加工方法、技术发展密切相关,直接影响到产品的功能/性能。设计改性产品时,综合分析其改性方法及加工的难易程度、性能、附加价值等,把握技术发展的趋势及用途需求,准确定位,有利于产品的创新并取得预期成果。将纤维加工/改性与功能化动向的关系概略分类[19],如图2所示。

图2 纤维材料改性与功能化的关系[19]

随着人类生活水平的提高,新型纤维所起到的作用已经不再是简单替代,而是在保持原有纤维性能的基础上赋予特殊功能,即功能性纤维。功能性纤维的出现,既是纤维产业化发展的趋势,又满足人类在新技术时代的需求。功能纤维是高科技纤维的重要品种,对缓解和解决水资源短缺、环保、节能、提高工作效率、维护身体健康、开发纺织品的新领域等有着极其重要的作用。

多功能、高性能复合是发展方向,功能纤维,既有单一功能纤维,又有多功能一体化的纤维,它们在防护、物质分离、生物医学、卫生保健、传导及智能调节方面发挥着重要的作用。功能性纤维的开发利用对化纤行业的未来发展产生着巨大的影响。首先,功能性纤维的发展是纺织服装、产业用纺织品等领域的要求。其次,高新技术的发展为开发功能性纤维提供了有利条件,企业院校的联合开发增加了功能性产品的附加值,提高了企业的竞争力。目前,单一功能的化纤产品

已不能满足市场需求,多功能、高性能的复合是未来化纤产业发展的主要方向。

然而需要得到功能化纤维,往往需要改性处理。通过对纤维结构、组成、形态的调控、改性及微细化,以及排列的多维、多层次、复合等,可使纤维获得完全不同的力学、热学、电学、磁学、光学、表面、吸湿等功能和风格。利用物理、化学、生物刺激的激发作用制成智能纤维材料及其织物,将是今后具有很大发展空间的新领域。充分利用纤维材料改性的新技术与新方法,可赋予传统的天然高分子纤维及常规合成纤维新的特性或新的功能,以使其满足各种应用的要求。

参考文献:

[1] 李建萍. 高功能纤维及其发展概况[J]. 成都纺织高等专科学校学报. 2001(02).

[2] 蒋耀兴,彭伟良,金剑锋. 功能性纤维材料的开发与应用[J]. 国外丝

绸.2006(06).

[3] 严方平,黄映. 功能性纤维的开发与应用[J]. 中国纤检.2005(7) : 31- 32.

[4] 王曙中等. 高科技纤维概述[M] 上海: 中国纺织大学出版社, 1999.

[5] 周宏湘. 新崛起的纤维[J]. 江苏丝绸, 1998, (6) :48- 49.

[6] Sparkea B G, Murray D G. [P] US 4572906, 1986-02- 25.

[7] 蔡志江, 成国祥. 聚羟基丁酸酯在组织工程中的应用[J]. 功能高分子学报, 2001, 14( 3) : 355-358.

[8] Nishiyama M, Kobayashi Y, Tokura S, et al. [P]. US4392916, 1983-07- 12.

[9] Masanori F, Shunsaku O. [P]. 日本公開特許公報平3-80868, 1991-04-05.

[10] Hironari A, Takao Y, Takashi K. [P]. 日本公開特許公報平3-301607, 1991- 11-18.

[11] Yasu hiro M, Masao M. [P]. 日本公開特許公報平3-301608, 1991-11-18.

[12] 赵家祥. 医用功能纤维[M] . 北京: 中国石化出版社, 1996.

[13] 胡伟伟. 关注新型功能性纤维[J]. 中国纤检. 2005 增刊, 54 -56.

[14] 叶培玉. 化纤仿真丝的现状及其发展前景[J]. 江苏丝绸, 1998, (2) 45- 48.

[15] 黄丽. 高分子材料[M]. 化学工业出版社, 2009.179.

[16] 李栋高. 《纤维材料学》, 中国纺织出版社, 2006年05月第1版.

[17] 王国全, 王秀芬. 聚合物改性[M]. 中国轻工业出版社, 2008.

[18] 沈新元. 《先进高分子材料》,中国纺织出版社, 2006年02月第1版.

[19] 渡辺正元. 高機能性繊維N 開発[M ]. 東京: 株式会社 ー à ー, 2000: 120-145.

碳纤维表面改性

碳纤维表面处理研究现状

碳纤维表面处理研究现状 摘要:综述了碳纤维的应用领域,当前国内外的碳纤维的生产状况,分析了各种碳纤维表面处理的研究现状以及各方法的优缺点。分析结果表明:国外对我国碳纤维生 产进行了技术封锁,我国工业化碳纤维生产与日本等国有较大差距。电化学氧化法对碳纤维表面处理效果较好,处理后碳纤维表面活性基团数量明显增多,生产条件易于控制,该方法很好应用于工业生产。 关键词:碳纤维;表面处理;电化学氧化法; 引言 随着国防科技要求的不断提高,航天航空、军事武器等高科技设备对材料的性能要求的提高,碳纤维复合材料以其耐高温,耐摩擦、导电、导热、耐腐蚀、高比强度等特点被广泛的应用于这些领域。国外碳纤维材料生产研发较早,现今以日本,美国等国家的生产技术领先于世界。 碳纤维按其加工的先驱体不同可以分为:粘胶基碳纤维、沥青基碳纤维、聚丙烯腈基(PAN)碳纤维。碳纤维作为一种增强相与金属、陶瓷、树脂等结合使复合材料的性能得到很大提高。碳纤维表面的活性基团较少,表面光滑,为更好的与基体材料结合,需要在材料复合前对纤维进行一定表面处理。碳纤维表面处理按当前的研究现 状可以分为氧化法和非氧化法。在此对纤维的生产状况做出一些介绍以及纤维表面处理的各种方法做比较。 1碳纤维应用领域及国内外生产状况 碳纤维复合材料具有卓越的物化性能,被广泛应用于航天航空、国防军事、体育用品、风能发电、石油开采以及医疗器械⑴。 碳纤维被用于制造飞机、航天器、卫星等,因碳纤维的轻质、高强度等特点,飞行器的噪音小,飞行所需的燃料消耗降低。据有关报道,飞行器每降低1kg的质量,运载飞行器的火箭可以减轻500kg。航天航空领域碳纤维的使用量从2008年的8200t, 到2010年的1万t,预计今年将达到1.3万t。在飞机的制造中,纤维复合材料应用比例都

橡胶沥青与SBS改性沥青混凝土技术经济比较

橡胶沥青、SBS改性沥青混合料的技术经济比较 橡胶沥青是基质沥青与废胎胶粉按照一定比例拌和而得到的满足相关技术指标要求的沥青胶结材料。废胎胶粉和沥青在高温下共混时,二者之间会发生化学反应,同时胶粉又在沥青中天然存在,这使得橡胶沥青既具有了沥青介质的部分性能也具有了废胎胶粉的一些性能。在这种双重作用下,使得橡胶沥青混合料表现出与一般沥青混合料不同的路用性能,使其受力特性发生了变化,赋予了橡胶沥青混合料良好的抗高温和重载性能、抗疲劳性能、延缓反射裂缝能力、优良的冬季柔性以及明显的降噪效果,但废胎胶粉是由各类废旧轮胎加工而成,其天然橡胶含量各异,橡胶沥青的稳定性及性能有较大影响。 (1)从沥青混合料的技术性能来看,在相同的级配条件下: 对于高温性能:橡胶沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土的高温稳定性均较好,且都能够达到4000~5000次/mm。 从水稳定性角度看:橡胶沥青混凝土与SBS改性沥青混凝土的水稳定性均较好,但前者的残留稳定度或者冻融劈裂强度比要比后者低2-3%左右。 从抗裂角度看:由于橡胶沥青高黏度、高弹性的特点,其抗裂性能要比一般SBS改性沥青提高很多。 可见,从技术角度来讲,橡胶沥青混合料的性能与SBS改性沥青混合料的性能各有所长。 (2)从生产工艺上看,橡胶沥青与SBS改性沥青相比,需要增加一套橡胶沥青现场加工设备,现有的拌和设备并不需进行调整和改造。再者,橡

胶沥青混合料在生产时需要增加5-10s的拌和时间,其生产能力与SBS改性沥青SMA混合料相同。因此,总体来看橡胶沥青混合料的成本要高于SBS 改性沥青混合料。 (3)从材料成本看,橡胶沥青混合料的油石比要高于SBS改性沥青,但由于橡胶沥青中含有20%左右的废胎胶粉,除去这部分胶粉后,混合料中总沥青用量与SBS改性沥青十分接近。当前SBS改性沥青的价格一般比普通沥青价格增加1000~1200元/吨,也就是当普通沥青为4000元/吨时,SBS 改性沥青一般为5000~5200元/吨;湿拌法橡胶沥青采用普通沥青掺入废胎胶粉的方式生产,目前废胎胶粉为3500元/吨,按照废胎胶粉掺量20%计算,并考虑到投入的现场加工设备和生产运营费900~1100元/吨,则橡胶沥青的价格一般为4900~5100元/吨左右。橡胶沥青的材料成本稍低于SBS改性沥青。 总体来说,SBS与橡胶沥青比,价格相差不大,高温稳定、水稳定性SBS 要优于橡胶沥青,防裂较橡胶沥青差点,但橡胶沥青稳定性较SBS差,工效低于SBS.

聚合物表面改性方法

聚合物表面改性方法 摘要:本文综述了聚合物表面改性的多种方法,主要包括有溶液处理法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理法和新兴的原子力显微探针震荡法,并结合具体聚合物材料有重点的详细介绍了改性方法及其改性机理。 关键词:聚合物;表面改性;应用 聚合物在日常生活及化工领域都有非常广泛的应用,但是由于这些聚合物表面的亲水性和耐磨损性较差,限制了聚合物材料的进一步应用。为了改善这些表面性质,需要对聚合物的表面进行改性。聚合物表面改性是指在不影响材料本体性能的前提下,在材料表面纳米量级范围内进行一定的操作,赋予材料表面某些全新的性质,如亲水性、抗刮伤性等。 聚合物的表面改性方法很多,本文综述了溶液处理方法、等离子体处理法、表面接枝法、辐照处理方法和新兴的原子力显微探针震荡法。下面将结合具体聚合物材料详细介绍各种改性方法。 1溶液处理方法 1.1含氟聚合物 PTFE或Teflon具有优良的耐热性、化学稳定性、电性能以及抗水气的穿透性,所以在化学和电子工业上广泛地应用,但由于难粘结,所以应用上受到局限。为了提高粘结性能,需对表面进行改性,化学改性的方法通常用钠萘四氢呋哺液溶处理它。此处理液的配制是由1mol 的金属钠(23g)一次加到1mol萘(128g)的四氢呋喃(1L工业纯)中去,在装有搅拌及干燥管的三口瓶中反应2h,直至溶液完全变为暗棕色即成[1]。 将氟聚合物在处理液中浸泡几分钟,取出用丙酮洗涤,除去过量的有机物。然后用蒸馏水洗。除去表面上微量的金属。氟聚合物在处理液中浸泡时,要求体系要密封,否则空气中氧和水能与处理液中络合物反应而大大降低处理液的使用寿命。正常情况处理液贮存有效期为2个月。处理后的Teflon与环氧粘结剂粘结,拉剪强度可达1100~2000PSi。处理过的表面为黑色,处理层厚低于4×10-5mm 时,电子衍射实验表明处理过的材料本体结构没有变化,材料的体电阻、面电阻和介电损耗也没有变化,此方法有三个缺点:一、处理件表面发黑,影响有色导线的着色;二、处理件面电阻在高湿条件下略有下降,三、处理过的黑色表面在阳光下长时间照射,粘结性能降低,因此目前都采用低温等离子体技术来处理。 1.2聚烷烯烃 聚乙烯和聚丙烯是这类材料中的大品种,它们表面能低。如聚乙烯表面能只有31×10-7J/cm2。为了提高它们表面活性,有利于粘接,通常需对它们的表面进行改性,其中化学改性方法有用铬酸氧化液处理,此处理液的配方[2]重铬酸钠(或钾)5份,蒸馏水8份,浓硫酸100份,将聚乙烯或聚丙烯室温条件下在处理液中浸泡1~1.5h,66~71℃条件下浸泡1~5min,80~85℃处理几秒钟,此外还有过硫酸铵的氧化处理液[3]。其配方为硫酸铵60~120g,硫酸银(促进剂)0.6g,蒸馏水1000ml,将聚乙烯室温条件下处理20min,70℃处理5min,当用来处理聚丙烯时,处理温度和时间都需增加一些,70℃lh,90℃10min,其中促进剂硫酸银效果不明显,可以去掉,但此处理液有效期短,通常只有lh。这两种处理方法,效果都不错。 1.3聚醚型聚氨酯 Wrobleski D. A.等[4]对聚醚型聚氨酯Tecoflex以化学浸渍和接枝聚合进行表面改性。且用Wilhelmy平衡技术测定接触角,结果表明,经聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)和PEG化学浸渍修饰表面,以及用VPHEMA对2-丙烯酰胺基-2-甲基-1-丙磺酸及其钠盐(AMPS和NaAMPS)光引发表面接枝。其表面能增大,表面更加亲水。化学浸溃使前进和后退接触角降低20和30~40

胶粉改性沥青混合料施工指南

胶粉改性沥青混合料施工指南 胶粉改性沥青,是基质沥青与废轮胎胶粉改性剂通过适宜的加工工序形成的混合物。胶粉改性沥青可用于沥青混凝土、应力吸收层、防水层或其他的路面结构功能层。胶粉改性沥青路面应具有坚实、平整、抗滑、耐久的品质,同时,还应具有高温抗车辙、低温抗开裂、抗水损害以及防止雨水渗入基层的功能。 一、材料要求 1、胶粉改性沥青,技术指标应满足表1的要求。 2、填料,混合料的填料应采用石灰石矿粉或消石灰粉或水泥.不宜使用粉尘。可用水泥全部替代矿粉。 填料不得含有土块、粘土颗粒或其它有害物质。矿粉质量技术要求应符合表2中的规定。

3、细集料,宜采用碎石石屑或机制砂,石屑或机制砂规格应满足表3的要求。细集料中4.75mm筛上残余应小于细集料总量的50%,0.3mm以下宜采用石灰岩石料。细集料质量技术要求应满足表4中的规定。 4、粗集科,粗集料应选用洁净、干燥、无风化、无杂质、表面粗糙的材料,其质量应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2004)中的相关规定。 二、胶粉改性沥青混合料配合比 1、胶粉改性沥青混合料配合比设计 废轮胎胶粉改性沥青混合料配合比设计按马歇尔试验方法进行,确定合适的改性沥青用量及矿料级配。马歇尔试验结果应符合《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)的有关技术要求,但试验温度应相应提高l0℃-20℃。应遵循《公路沥青路面施工技术规范》(JTGF 40-2004)中关于热拌沥青混合料配合比设计的目标配合比、生产配合比及试拌试铺验证的三个阶段,确定矿料级配及最佳改性沥青用量。 2、技术要求,沥青混合料的技术指标应符合表5的规定。

橡胶改性沥青指标要求、生产及混合料施工工艺

橡胶粉改性沥青及混合料施工 技术手册 吉林省交通科学研究所 鹤大高速公路雁大段技术服务 2015年7月

1原材料性能指标要求 (1) 1.1橡胶粉性能指标及掺量要求 (1) 1.2沥青性能指标要求 (1) 2工厂化橡胶粉改性沥青生产工艺 (3) 2.1橡胶粉改性沥青生产设备及场地配置要求 (3) 2.2橡胶粉改性沥青加工 (3) 2.3橡胶粉改性沥青性能检测 (4) 3橡胶粉改性沥青同步碎石封层施工工艺 (5) 3.1原材料指标要求 (5) 3.2施工工艺 (5) 3.3施工质量控制管理 (6) 4橡胶粉改性沥青混合料配合比设计 (7) 4.1橡胶粉改性GAR-AC吉构沥青混合料配合比设计 (7) 4.2橡胶粉改性GAR-SM结构沥青混合料配合比设计 (8) 5橡胶粉改性沥青路面施工工艺 (10) 5.1一般要求 (10) 5.2橡胶粉改性沥青现场储存工艺 (11) 5.3橡胶粉改性沥青混合料拌合工艺要求 (12) 5.4橡胶粉改性沥青混合料运输 (12) 5.5橡胶粉改性沥青混合料摊铺工艺 (13) 5.6橡胶粉改性沥青混合料碾压工艺 (13) 5.7开放交通及其它的要求 (15) 6橡胶粉改性沥青路面施工质量管理及检查验收 (16) 6.1一般规定 (16) 6.2施工前检查 (16)

6.3施工过程中质量管理与检测 (16) 1原材料性能指标要求 1.1橡胶粉性能指标及掺量要求 1.1.1橡胶粉宜选择斜交胎胶粉或天然胶含量较高的废轮胎加工而成的橡胶 粉。 1.1.2橡胶粉细度宜控制在40目~60目范围内,其性能指标应满足表1.1.2中相关要求。 1.1.3橡胶粉应存储在通风、干燥的仓库中,并应采取有效的防淋、防潮措施及消防措施,储存时间不宜超过180d。 1.1.4橡胶粉改性沥青中胶粉的掺量应根据实际使用的技术要求确定,推荐为基质沥青质量的18%~20% (内掺)。 1.2沥青性能指标要求 1.2.1为保证橡胶粉改性沥青的稳定性,需采用工厂化生产的橡胶粉改性沥青。 1.2.2基质沥青应采用A级90#沥青,性能指标应满足《公路沥青路面施工技术规范》(JTJ F40-2004)中相关要求,同时考虑橡胶粉与沥青反应中对轻质油分的吸附特性,推荐选用饱和分、芳香分等轻质油分含量较高的基质沥青。

碳纤维表面改性开题报告

南昌航空大学科技学院 毕业设计(论文)开题报告 题目碳纤维表面改性研究进展 专业名称高分子材料与工程 班级学号088102121 学生姓名刘强 指导教师万里鹰 填表日期2012 年 3 月16 日

碳纤维的表面改性研究进展 一.选题的依据及意义: 1.碳纤维简介 碳纤维是纤维状的碳素材料,含碳量在90%以上。它是利用各种有机纤维在惰性气体中、高温状态下碳化而制得。碳纤维具有十分优异的力学性能,是目前已大量生产的高性能纤维中具有最高的比强度和最高的比模量的纤维,特别是在2000℃以上的高温惰性环境中,碳材料是唯一强度不下降的物质,是其他主要结构材料(金属及其合金)所无法比拟的。除了优异的力学性能外,碳纤维还兼具其他多种优良性能,如低密度、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦、抗疲劳、震动衰减性高、电及热传导性高、热膨胀系数低、光穿透性高,非磁体但有电磁屏蔽性等。但未经表面处理的碳纤维表面惰性大,缺乏具有化学活性的官能团,与基体的黏结性差,界面中存在较多的缺陷,限制了碳纤维高性能的发挥。因此,国内外对碳纤维的表面改性研究非常活跃。碳纤维的表面改性主要通过提高碳纤维表面活性,强化碳纤维与基体树脂之间界面性能,达到提高复合材料层间剪切强度的目的。 作为高性能纤维的一种,碳纤维既有碳材料的固有特性,又兼备纺织纤维的柔软可加工性,是先进复合材料最重要的增强材料,已在军事及民用工业的各个领域取得广泛应用,从航天、航空、汽车、电子、机械、化工、轻纺等民用工业到运动器材和休闲用品等。因此,碳纤维被认为是高科技领域中新型工业材料的典型代表,为世人所瞩目。碳纤维产业在发达国家支柱产业升级乃至国民经济整体素质提高方面,发挥着非常重要的作用,对我国产业结构的调整和传统材料的更新换代也有重要意义,对国防军工和国民经济有举足轻重的影响。 2 碳纤维表面结构与性能 碳纤维一般是用分解温度低于熔融点温度的纤维状聚合物通过千度以上固相热解而制成的,在热裂解过程中排出其它元素,形成石墨晶格结构。通过在氧气等离子气体中用腐蚀方法研究碳纤维的结构发现,石墨微晶在整个纤维中的分布是不均匀的,碳纤维由外皮层和芯层两部分组成,外皮层和芯层之间是连续的过渡层。延直径测量,皮层约占14%,芯层约占39%。皮层的微晶尺寸较大,排列较整齐有序。由皮层到芯层,微晶尺寸减小,排列逐渐变得紊乱,结构的不均匀性越来越显著,称之为过渡区。碳纤维表面的粗糙度、微晶大小、官能团的种类和数量对碳纤维与基体的结合性能有很大的影响。增加表面粗糙度有利于碳纤维与基体树脂的机械嵌合,增强锚锭效应;石墨微晶越大,处于碳纤维表面棱角和边缘位置的不饱和碳原子数目越少,表面活性越低,相反,微晶越小,活性碳原子的数目就越多,越有利于纤维与树脂的粘合;碳纤维表面的官能团如- OH、-NH2等能与基体

改性沥青混合料

改性沥青混合料 改性沥青是在沥青中掺加橡胶、树脂、高分子聚合物、磨细的橡胶粉或其他填料等外掺剂(改性剂),或采取对沥青轻度氧化加工等措施,使沥青或沥青混合料某一方面的性能得以改善的沥青结合料。 沥青作为现代公路路面的主要材料之一,具有很广泛的使用用途,随着社会发展对路面的要求不断提升,普通沥青由于其自身性能的局限性在使用上受到一定的限制,改性沥青正是为了满足这些需要而诞生。改性沥青混合料相比普通沥青混合料具有较高的抗流动性,良好的路面柔性和弹性,较高的耐磨耗能力和更长使用寿命。 改性沥青的分类 根据改性沥青添加的改性材料不同可以分为以下几类:一是橡胶及热塑性弹性体改性沥青,包括:天然橡胶改性沥青、SBS改性沥青(使用最广)、丁苯橡胶改性沥青、氯丁橡胶改性沥青、顺丁橡胶改性沥青、丁基橡胶改性沥青、废橡胶和再生橡胶改性沥青、其他橡胶类改性沥青等。二是塑料与合成树脂类改性沥青,包括:聚乙烯改性沥青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性沥青、聚苯乙烯改性沥青、环氧树脂改性沥青、α-烯烃类无规聚合物改性沥青等。三是共混型高分子聚合物改性沥青,即用两种或两种以上聚合物同时加入到沥青中对沥青进行改性。这里所说的两种以上的聚合物可以是两种单独的高分子聚合物,也可以是事先经过共混形成高分子互穿网络的所谓高分子合金。 改性沥青的用途 改性沥青的用途和普通沥青用途相似,主要是公路路面和防水工程上。在公路路面工程中,由于现代公路发生许多变化:交通流量和行驶频度急剧增长,货运车的轴重不断增加,普遍实行分车道单向行驶,要求进一步提高路面抗流动性,即高温下抗车辙的能力;提高柔性和弹性,即低温下抗开裂的能力;提高耐磨耗能力和延长使用寿命。现代建筑物普遍采用大跨度预应力屋面板,要求屋面防水材料适应大位移,更耐受严酷的高低温气候条件,耐久性更好,有自粘性,方便施工,减少维修工作量。使用环境发生的这些变化对石油沥青的性能提出了严峻

橡胶与各指标的关系

浅谈橡胶的各种物性与密度的关系 前言: 在橡胶制品过程中,一般必须测试的物性实验不外乎有: 拉伸强度 2、撕裂强度 3、定伸应力与硬度 4、耐磨性 5、疲劳与疲劳破坏 6、弹性 7、扯断伸长率。 各种橡胶制品都有它特定的使用性能和工艺配方要求。为了满足它的物性要求需选择最适合的聚合物和配合剂进行合理的配方设计。首先要了解配方设计与硫化橡胶物理性能的关系。硫化橡胶的物理性能与配方的设计有密切关系,配方中所选用的材料品种、用量不同都会产生性能上的差异。 1、拉伸强度:是制品能够抵抗拉伸破坏的根限能力。 它是橡胶制品一个重要指标之一。许多橡胶制品的寿命都直接与拉伸强度有关。如输送带的盖胶、橡胶减震器的持久性都是随着拉伸强度的增加而提高的。 A:拉伸强度与橡胶的结构有关: 分了量较小时,分子间相互作用的次价健就较小。所以在外力大于分子间作用时、就会产生分子间的滑动而使材料破坏。反之分子量大、分子间的作用力增大,胶料的内聚力提高,拉伸时链段不易滑动,那么材料的破坏程度就小。凡影响分子间作用力的其它因素均对拉伸强度有影响。如NR/CR/CSM这些橡胶主链上有结晶性取代基,分子间的价力大大提高,拉伸强度也随着提高。也就是这些橡胶自补强性能好的主要原因之一。一般橡胶随着结晶度提高,拉伸强度增大。 B:拉伸强度还跟温度有关: 高温下拉伸强度远远低于室温下的拉伸强度。 C:拉伸强度跟交联密度有关: 随着交联密度的增加,拉伸强度增加,出现最大值后继续增加交联密度,拉伸强度会大幅下降。硫化橡胶的拉伸强度随着交联键能增加而减小。能产生拉伸结晶的天然橡胶,弱键早期断裂,有利于主健的取向结晶,因此会出现较高的拉伸强度。通过硫化体系,采用硫黄硫化,选择并用促进剂,DM/M/D也可以提高拉伸强度,(碳黑补强除外,因为碳黑生热作用)。 D:拉伸强度与填充剂的关系: 补强剂是影响拉伸强度的重要因素之一,填料的料径越小,比表面积越大、表面活性越大补强性能越好。结晶橡胶的硫化胶,出现单调下降因为是自补强性非结晶橡胶如丁苯随着用量增加补强性能增加、过度使用会有下降趣向。低不和橡胶随着用量的增加达到最在值可保持不变。 E:拉伸强度与软化剂的关系:

胶粉改性沥青知识

废橡胶粉改性沥青应用与设计 作者:发布于:2012-6-27 12:35:59 点击量:15 一、名词解释 1、胶粉沥青——国际材料与测试协会标准ASTM D8-88 中定义为采用15%以上橡胶粉粒的沥青改性材料,在美国一般比例为 18~22%,橡胶粉粒能全部通过10#筛,180~200℃温度下至少反应45min分钟;在沥青与橡胶充分熔胀,同时硫化橡胶粉粒还没有大面积降解前使用,改性后的胶结料还能显著体现硫化橡胶的特性。 2、橡胶粉(CRM)——指轮胎橡胶经过粉碎形成的粉末,用于沥青改性的材料。 3、小汽车轮胎——小汽车、敞篷小车和轻型卡车的外直径小于660毫米的轮胎。 4、卡车轮胎—卡车和公交车上用的外径大于660mm、小于1520mm的轮胎。 5、常温粉碎法——将废橡胶轮胎在室温下或略高于室温的环境下进行粉碎的方法。常温粉碎法一般能够产生形状不规则的、表面积较大的颗粒,有利于和沥青的相 互作用。 6、冷冻粉碎法——使用液氮来冷冻废橡胶轮胎,使得废轮胎变得易碎,然后用锤磨机来打碎这些冷冻橡胶的方法,这种方法能够生成表面积较小的光滑颗粒。 7、脱硫橡胶——粉碎后经过加温加压,或者掺加软化剂改变了橡胶材料性质。 8、稀释剂——轻质石油产品,做碎石封层时,在喷洒之前添加到橡胶沥青中,使橡胶沥青容易喷洒均匀,在没有引起橡胶沥青的性质较大改变之前挥发掉。因为轻质成分要挥发,所以稀释剂不用于拌制混合料的橡胶沥青中,也不推荐用于90天内铺筑罩面的夹层中。 9、废轮胎橡胶——用过的汽车、卡车或者公交车的轮胎经加工得到的橡胶。生产过程中应排除不当轮胎料源,如实心轮胎、铲车轮胎、飞机轮胎和挖土机轮胎以及其他非汽车轮胎,这些材料的成分不适合橡胶沥青反应。 10、应力吸收层(SAMI)——一种碎石封层,用热橡胶沥青喷洒在现有的路表面,然后立即撒布单一粒级的封层集料,再进行碾压,将集料嵌入沥青膜。其厚度通常介于5到15毫米之间,取决于覆盖骨料的尺寸。应力吸收层是一种表面处治,主要是用于恢复表层抗滑性能,封住裂缝,形成防水膜来减少表层的水渗入路面结构中。应力吸收层可用于路面保存、养护和局部维修。胶粉改性沥青应力吸收层可以有效防止下层开裂的路基或路面的反射裂缝扩展至表面层,对于新建或改建的路面大大延长路面使用性能。 11、粘度——流体或者半流体抵抗流动的性质(剪切力),是橡胶沥青现场质量控制 的指标。 二、废胶粉改性沥青综述 1、废胶粉改性沥青的发展 废胶粉改性沥青从19世纪30年代就开始用作接缝填缝料、补丁和薄膜。在19世纪50年代,美国的刘易斯和博恩等进行了大规模的实验室研究评估。一些研究成果与雷克斯和帕克合作的“橡胶沥青材料试验室研究”一起发表在1954年10月的“公路”刊物上。1960年三月,在芝加哥举办了首届橡胶沥青研讨 会。60年代和70年代,亚利桑那州查尔斯·麦克唐纳在橡胶和沥青材料上做了大量的工作,开发了胶粉沥青的“湿法”生产(也称为麦克唐纳法),开始将胶粉改性沥青用于填补坑洞和表面处冶等,并作为常用养护方法,特别是胶粉沥青碎石封层作为凤凰城道路的主要养护方案有效地使用了将近20年,直到交通量过大才改为薄层沥青混凝土罩面,后来又开发了胶粉沥青断级配混合料成功地替代了碎石封层。1975年加州运输部开始进行胶粉沥青碎石封层试验,取得很好的效果。1980年在加州斯托贝城用“湿法”生产的胶粉沥青和密级配集料建设的路面建成,该项目是对一条极差的路面进行紧急维修,采用了路面加筋网和60毫米的密级配沥青混凝土以恢复结构承载力,其上为薄层(30mm)橡胶沥青混合料磨耗层。最早的三个项目都位于在冬天使用轮胎防滑链的高海拔的“冰冻区”,证明胶粉改性沥青混凝土路面有很好的抗磨耗和抗低温开裂性能。1983年瑞文多城建成的项目大大推动了应用粉胶改性沥青的进程,因采用沥青混凝土改造成本太高不能接受,所以采用了薄层橡胶沥青路面,这个项目设计了一系列13个试验段。试验段一直在进行跟踪监测,清楚地

橡胶改性沥青在路面工程中混合料性能研究

橡胶改性沥青在路面工程中混合料性能研究 发表时间:2016-08-08T16:38:54.953Z 来源:《基层建设》2016年11期作者:潘家劲[导读] 通过对湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料的施工中的材料、过程、施工设备的研究。 广东鸿高建设集团有限公司 523000 摘要:通过对湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料的施工中的材料、过程、施工设备的研究,提出了湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料施工工艺控制的要点,对于我国利用湖沥青与橡胶改性沥青复合改性沥青混合料提高路面的质量具有一定的参考价值。 关键词:道路工程;橡胶粉改性沥青;生产工艺;路用性能 引言 20世纪60年代以来,美国、瑞典、英国、法国、比利时、澳大利亚等国家先后开展了橡胶沥青和橡胶粉沥青混凝土的应用研究。在环保理念和新技术的共同推动下,橡胶粉在道路工程中的应用及其研究得到了很大的发展。近十多年来我国也积极开展了橡胶粉改性沥青的研究和应用工作。工程实践表明,橡胶粉沥青混凝土在降低路面噪音,延缓反射裂缝,减薄沥青路面,抵抗重交通和不良气候等方面都有明显的优势。 1.橡胶粉及改性沥青的加工工艺 1.1 橡胶粉加工生产 废旧橡胶制品中一般都含有纤维和金属等非橡胶骨架材料,所以在废旧轮胎粉碎前,一般都要进行预先加工处理,其中包括: ①分类。一般分为子午轮胎和斜交轮胎; ②去除。一般去除轮胎的钢丝和纤维;③切割。将轮胎分片切割成方便粉碎的片段; ④清洗。除去污渍和杂质。 ⑤粉碎。目前橡胶粉粉碎工艺通常有3种方法:一是常温粉碎法,一般分为粗碎和细碎,分别在不同的设备上完成;二是低温冷冻法,该法原理是将橡胶材料在低温处于玻璃状态时,变脆易碎使得机械破碎很容易粉碎成粉末状物质;第三种是化学试剂法。为尽量不破坏橡胶的素质并考虑到工地条件限制,我们选择加工相对简单的常温粉碎法。 1.3 橡胶粉改性沥青生产工艺 橡胶粉在路面工程中的使用,主要有湿法和干法两种生产工艺。干法的特点是加工工艺简单,不需要特殊的设备因而成本低,缺点是橡胶粉拌和散布均匀性难以控制,路面易出现松散、剥落等早期病害;湿法工艺早期加工成本较高,但具有设计简单路面性能良好等优点。景鹰高速公路采用湿法,加工工艺为180℃下简单机械拌和60min,并和国内有经验厂家天津海泰环保科技发展有限公司展开合作。橡胶粉掺量对沥青性能的影响本次实体工程橡胶粉改性沥青混合料的生产方法为湿法生产。为提高橡胶沥青混合料路用性能、充分发挥橡胶粉改性作用,对不同掺量(沥青质量的10%、12%、15%、16%、18% )橡胶粉改性沥青性能进行了研究,以确定橡胶粉最佳掺量。橡胶粉改性沥青采用高剪切混合乳化机制备,剪切速度为 6500r/min,温度为 180℃,剪切时间为 30min。试验检测方法均依照国家相关规范进行。2. 1. 1 不同橡胶粉掺量对改性沥青感温性能的影响。 2.原材料技术指标 2.1橡胶粉 本次试验所采用的橡胶粉为 60 目,其筛分结果如表 1 所示。 2. 2 沥青 基质沥青采用的是 AH - 90 路用石油沥青,其基本性能检测见表 2,各项指标均满足规范《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40 - 2004)的要求。 3.橡胶粉改性沥青生产工艺对沥青性能的影响 3. 1 融胀时间对改性沥青性能的影响根据上文确定的最佳橡胶粉的掺量,制备橡胶粉改性沥青。将制得试样放置在 180℃的烘箱中,放置时间分别为 2h、4h、6h,分别测试其 3 大指标,试验结果如表 3 所示。

氟碳橡胶改性涂层材料赋予橡胶表面的耐磨防粘等-中国聚合物网

氟碳橡胶改性涂层材料赋予橡胶表面的耐磨、防粘等特性V1.0 在航空航天工业、汽车工业、机械制造、石油开采、炼油及其他工业生产中,需要大量在燃油、润滑油、液压油等油类中使用的橡胶制品,然而按标准工艺生产的橡胶制品均存在耐磨性、耐油等方面的不足,人们通过采用各种化学粘结、等离子喷涂、离子注入等方法,对橡胶进行处理,皆因过程复杂、设备昂贵、性能不理想, 而得不到广泛应用;即使是二氟化氙(XeF2)表面氟化的表面处理也因需要特殊设备而无法进入寻常生产厂而同样得不到广泛的应用。 因此操作简单,处理效果好的表面处理是工业界急需要找寻的工艺方法。氟碳表面改性涂层材料赋予普通橡胶的表面耐磨、防粘、耐腐等特性来解决这类问题。 一、普通橡胶普遍存在的问题: 1、耐油问题:橡胶制品在使用过程如果和油类介质长期接触,油类能渗透到橡胶内部使其产生溶胀,致使橡胶的强度和其他力学性能降低。油类能使橡胶发生溶胀,是因为油类渗入橡胶后,产生了分子相互扩散,使硫化胶的网状结构发生变化。橡胶的耐油性,取决于橡胶和油类的极性,橡胶分子中含有极性基团,如氰基、酯基、羟基、氯原子等,会使橡胶表现出极性。极性大的橡胶和非极性的石油系油类接触时,两者的极性相差较大,此时橡胶不易溶胀。如丁腈橡胶、氢化丁腈橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯醇橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氟橡胶、氟硅胶等对非极性的油类有良好的耐油性。近年来,世界各国都在大力开发综合性能优良的耐油橡胶,主要是利用合成阶段的改性、多元共聚,加工阶段的不同橡胶共混、橡塑并用、添加有用的填充剂等方法来改善耐油橡胶的综合性能,已取得了很大的成效。 2、耐磨性问题橡胶的主要用途之一是用作活动密封件。由于旋转轴的转速较高,密封制品要承受很大的摩擦扭矩,尤其是在润滑效果不良的情况下,密封区域的生热较大,会导致胶料发粘或与金属粘合性能提高,使密封件破坏,进而导致密封失效。降低摩擦区域温度比较有效的方法之一是在橡胶中加入润滑填料,以降低胶料的摩擦因数。如二硫化钼及石墨加入橡胶生产配方中。另外,使用聚四氟乙烯(PTFE),聚四氟乙烯具有优良的耐介质和耐大气老化性能,使用范围广,有良好的自润滑性能,摩擦因数很小,将其包覆在橡胶表面可大大减小橡胶制品的表面摩擦因数,提高耐磨性能和耐介质性能。但是,聚四氟乙烯的表面能较低,很难与其它材料复合,目前研究的聚四氟乙烯包覆方法有如下几种:辐照接枝法、等离子体活化法、化学腐蚀法、静电喷涂法、媒介法。而经氟碳橡胶表面改性性处理的过的橡胶能达到比聚四氟乙烯更小的表面能。 二、一般橡胶表面化学改性的方法及应用局限性:表面改性可在不影响橡胶胶基材性能的性况下减小其表面的微观结构、致密封性、耐磨性。表面改性的方法分为表面化学改性和物理包覆。表面化学改性方法有氟化、溴化、碘化和磺化,其中氟化的方法有:XeF2氟化,等离子体活化氟化及离子注入法。用二氟化氙晶体对橡胶制品进行表面氟化已实现了工业化应用;物理包覆方法主要有聚对亚苯基二甲基薄膜包覆、润滑膜表面涂覆、聚四氟乙烯包覆和其它氟化物包覆。 1、各种表面化学改性性方法只是对橡胶表面进行改进,处理后表面改性层易磨损,使用时间有限; 2、各种改性方法只能做为表面处理剂,不能作为配方综合的提高橡胶综

碳纤维表面改性研究进展(1).pdf

2015年3月化学研究111第26卷第2期 CHEM ICAL RESEARCH http ://hxya cbpt. cnki. net. 碳纤维表面改性研究进展 刘保英1,2,王孝军3,杨杰1,3倡,丁涛2倡(1.四川大学高分子科学与工程学院,四川成都610065;2.河南大学化学化工学院,河南开封4750 04;3.四川大学分析测试中心,四川成都610064) 摘要:碳纤维因其优异的综合性能常被用作树脂基体的增强材料.然而由于碳纤维与树脂基体之间的界面结合性能较差,其增强的复合材料的力学性能往往与理论值相差甚远,因此必须对碳纤维进行表面改性,以提高其与聚合物基体的界面粘结性能.本文作者综述了国内外关于碳纤维表面改性技术的研究进展,概述了涂层法、氧化法、高能辐射法等改性方法对碳纤维增强复合材料界面强度的改性效果. 关键词:碳纤维;表面改性;研究进展 中图分类号:O64文献标志码:A文章编号:1008-1011(2015)02-0111-10Research progress of surface modification of carbon fiber LIU Baoying1,2 , WANG Xiaojun3 , YANG Jie1,3倡 , DING Tao2倡 ( 1 . Colle ge o f Poly mer Science & Engineering , Sichuan Universit y , Cheng du 610065 , Sichuan , China ; 2 . Colle ge o f Che m istr y and Che m ical Engineering , H enan University , K ai f eng 475004 , H enan , China ; 3 . A naly tical & Testing Center , Sichuan University , Cheng du 610064 , Sichuan , China) Abstract : Carbon fiber (CF) has been widely used as a reinforcement of polymer composite due to its excellent comprehensive performance .However ,the strength of CF reinforced resin ma‐ trix composite is always much lower than the theoretically predicted value due to smooth sur ‐face and chemical inertness of carbon fiber w hich lead to a poor interface between CF and res ‐ ins .Thus ,the research on surface modification of carbon fiber is very important in the compos ‐ ites applications .This article presents an overview of some surface modification methods of CF ,such as coating method ,oxidation process and high‐energy radiation treatment ,and intro‐ duces the modified effect of each method on the interfacial strength of carbon fiber reinforced polymer composite . Keywords :carbon fiber ;surface modification ;research progress 碳纤维(CF)以其高比强度、高比模量、小的线膨胀系数、低密度、耐高温、抗腐蚀、优异的热及电传导性等特点,被称为新材料之王,常用作高性能树脂基复合材料的增强材料,广泛应用于飞机制造、国防军工、汽车、医疗器械、体育器材等方面[1-2].工业化 收稿日期:2014-09-15. 基金项目:河南省教育厅科学技术研究重点项目(14A430042).作者简介:刘保英(1986-),女,讲师,研究方向为聚合物基复合材料改性研究倡通讯联系人 E mail ppsf scu edu cn .,‐ :@..,dingtao @ henu edu. cn..生产的碳纤维按前驱体原料的不同可以分为:聚丙烯腈基(PAN‐based)、黏胶基、沥青基碳纤维和气相生长碳纤维[2-6].与另外3种碳纤维相比,PAN基 碳纤维生产工艺简单,产品力学性能优异,产量约占全球碳纤维总产量的90%以上[5].自1962年问世以来,PAN基碳纤维取得了长足的发展,成为碳纤维工业生产的主流[7]. 由于碳纤维原丝表面由大量惰性石墨微晶堆砌而成,所以原丝表面呈非极性[8-9],表面能小,与树脂基体的浸润性差,界面结合性能差.此外,高性能 DOI :1014002/.j hxya.2015.02.001.|化学研究,2015,26(2):111-120

橡胶改性沥青路面施工技术

橡胶改性沥青路面施工技术 摘要:通过橡胶改性沥青路面施工实践,系统总结了橡胶改性沥青路面的沥青性质、配合比设计以及施工技术方案,并针对施工中发现的问题提出改进措施,为今后进一步了解橡胶改性沥青路面的技术性能提供了参考。 关键词:橡胶沥青路面施工技术 一、工程概况 S238省道镇江(扬中)段改造工程全长约33km,部分标段路面上面层采用橡胶改性沥青路面,现就A5标为代表阐述橡胶改性沥青路面施工技术。本合同段路面结构型式为:20cm12%石灰土+36cm5%水稳碎石+1cm沥青下封层+8cmSUP-20沥青砼+4cmSUP-13沥青砼。 二、橡胶改性沥青的特点 橡胶改性沥青是轮胎橡胶粉粒在充分拌和的高温条件下(180℃以上)与基质沥青充分溶胀反应形成的改性沥青胶结材料。不仅有利于废旧轮胎的再生利用,使其变废为宝,同时能解决一般沥青路面容易渗水、路基易变形的难题,具有抗滑、抗老化、抗高温等特点,能延长路面使用寿命。采用橡胶改性沥青铺筑的路面可以降低噪声,提高行车舒适性、安全性,具有明显的经济和环保效益。 三、橡胶改性沥青的生产 本标段使用的是本地产的文盛牌HW型橡胶粉改性沥青。HW型橡胶粉改性沥青是江苏文昌新材料科技有限公司采用独有的专利技术,将废弃轮胎粉进行物理化学处理后与基质沥青混合,同时加入特制的助剂经剪切、反应而制成。由于采用高剪切胶体磨,胶粉和沥青粒子被剪切研磨的很细,胶粉在沥青中的分散更加均匀,显著提高了改性效果及成品的储存稳定性。 四、橡胶改性沥青砼路面施工工艺 1、准备工作:选择技术指标满足要求的原材料,完成配合比设计及试拌。确定施工组织及管理体系、质保体系、人员、机械设备、检测设备、通讯及指挥方式。对中面层进行全面质量检测,彻底清除表面杂物及污染面,对平整度不满足要求的路段进行铣刨处理。 2、混合料拌制:(1)严格掌握沥青和集料的加热温度以及沥青混合料的出厂温度。集料温度控制在沥青加热温度以上10~15℃,热混合料成品在贮料仓储存后,其温度下降不应超过10℃,沥青混合料的施工温度较普通沥青高10~15℃。 (2)拌和时间由试拌确定。必须使所有集料颗粒全部裹覆沥青结合料,并

电化学处理对碳纤维表面改性的研究

电化学处理对碳纤维表面改性的研究 摘要:简要介绍了碳纤维表面电化学处理的作用和工艺,分析了电化学处理效 果的影响因素,及其对纤维力学性能和层间剪切强度的影响。 关键词:电化学处理;电解;层剪;刻蚀 引言 碳纤维表面经过电化学处理,可以提升其与树脂基体的结合牢固性,但同时会牺牲一定 的力学性能。 1 电化学处理的作用 纤维经过高温炭化工序后,表面缺少活性基团,导致其与树脂的结合效果差,表现为层 间剪切强度(以下简称“层剪”)低。当纤维-树脂复合材料受力时,由于纤维与树脂结合力弱,外力并不能很好地从树脂传递到纤维上,使得整体承载能力降低。经电化学处理后,纤维表 面发生氧化反应,生成羰基、羧基等不饱和含氧官能团,增强了纤维与树脂之间的化学键合力,使两者结合得更牢固。另外,电化学处理对纤维表面有刻蚀作用,增加了粗糙度,从物 理方面增强了纤维与树脂的结合性。 2 电化学处理的原理 电化学处理过程实际上是一个将电能转化为化学能的过程,利用碳纤维的导电性,将其 作为阳极,发生氧化反应,在纤维与阴极之间充满电解液,然后通入直流电构成完整回路。 在电压作用下,水或OH-在纤维表面放电(酸性和中性电解液主要是水,碱性电解液主要是OH-),产生活性氧对纤维表面进行氧化,最终生成所需的含氧官能团。 3 影响电化学处理的因素 影响电化学处理效果的因素有很多,如电解质的种类、浓度、温度,处理时间和电流密 度等。其中处理时间可通过走丝速度来调节,各纤维生产商工艺定型后走丝速度一般就已固定,不再做调整,因此处理时间在此不再讨论。 3.1 电解质种类 不同种类电解质对纤维表面的电化学处理效果有较大差异,即使浓度相同,电导率不同,则电流密度不同;另外,酸/碱度不同,则氧化效果不同,一般酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。 3.2 电解液温度 电解液温度会影响电化学反应的难易程度和反应速度,且温度越高,反应越容易发生, 反应速度越快。经研究发现,温度的升高会使水的析氧、析氢反应更早、更快地发生,单位 时间产生出更多的活性氧,使得纤维表面的氧化反应更为剧烈。 3.3 电解液浓度 电解液浓度会影响电化学反应的速度,且浓度越大,反应速度越快,但不会影响其发生 的难易程度。经研究发现,浓度越高,电解液的析氧、析氢反应越剧烈,单位时间产生的活 性氧越多,表现为氧化反应的速度快。 3.4 电解液电流密度 3.4.1 电流密度对纤维表面含氧官能团的影响 经研究发现,未经电化学处理的纤维表面O的存在形式主要是C-O;而经过电化学处理 的纤维表面碳环被打开,C-C先被氧化成C-O,再被氧化成C=O和-O-C=O,生成羰基、羧基 等含氧官能团,即C-O的数量先增加后减少,C=O的数量持续在增加。我们可用C-O和C=O 的比例来判断纤维表面的氧化程度,也可用来评估电解质的氧化能力。 需要注意的是,随着电流密度增加,酸性电解液单位时间在纤维表面生成的C=O和-O- C=O等不饱和官能团多于碱性电解液,即酸性电解质的氧化效果强于碱性电解质。纤维厂商 往往根据自身产品特点选用合适的电解质,如石墨纤维因表面质地紧密,需采用NH4H2P04 等酸性电解质提供更强的氧化效果,而普通碳纤维则采用NH4HC03等弱碱性电解质即可。 3.4.2 电流密度对纤维表面刻蚀的影响 若采用碱性电解液,氧在较低的电流密度作用下即可析出,OH-在纤维表面产生大量的活

橡胶沥青及混合料设计施工技术指南[1]

橡胶沥青混凝土生产及路面施工技术指南 1 范围 本技术规程规定了橡胶沥青路面施工的术语、要求、试验方法、施工质量管理与检查验收。 本技术规程适用于各等级新建和改建建路的橡胶沥青路面工程的施工。 2 规范性引用文件 下列文件中的条款通过在本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件,其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件,其最新版本适用于本标准。 GB/T 4472 化工产品密度、相对密度测定通则 GB/T 6284 化工产品中水分含量测定通用方法重量法 GB/T 4498 橡胶灰分的测定 GB/T 13249 硫化橡胶中橡胶含量的测定管式燃体法 GB/T 3516 橡胶中丙酮抽出物的测定 GB/T 14837 橡胶及橡胶制品组分含量的测定热重分拆法 GB/T 15180 重交通道路石油沥青 JTG D50—2006 公路沥青路面设计规范 JTG F40-2004 公路沥青路面施工技术规范 JTG E42-2005 公路工程集料试验规程 JTJ 052-2000 公路工程沥青及沥青混合料试验规程 JTJ 059 公路路基路面现场测试规程 JTG F80/1—2004公路工程质量检验评定标准 CJJ 1—90 市政道路工程质量检验评定标准 同时,作为新工艺新材料技术采用,工程实施中应参考 美国加利福利尼州(California)橡胶沥青施工规范 美国道路材料实验协会(ASTM)实验规程。 3术语 3.1 橡胶屑(Crumb rubber)

主要利用废旧轮胎等废旧橡胶制品加工碎化而成的橡胶颗粒。简称CRM。 3.2 橡胶沥青(Asphalt rubber) 将橡胶屑作为沥青改性剂加入普通道路石油沥青里面,经高温反应而成的沥青产品。简称AR。 粗集料 指粒径大于2.36mm的碎石、破碎砾石、筛选砾石和矿渣等。 细集料 指粒径小于2.36mm的碎石、人工砂(包括机制砂)及石屑。 橡胶沥青混合料 由橡胶沥青与矿料按一定比例拌合而成的混合料。 级配 指集料中各级粒径颗粒的分配情况。 间断级配橡胶沥青混合料 矿料级配中缺少1个或几个粒径档次(或用量很少)而形成的橡胶沥青混合料。 乳化沥青 石油沥青与水在乳化剂、稳定剂作用下经乳化加工制得的均匀沥青新产品,也称为沥青乳液。 应力吸收层(SAM) 应力吸收夹层(SAMI) 4 要求 4.1 材料 4.1.1 一般规定 4.1.1.1橡胶沥青混合料使用的各种材料运至现场后必须取样进行质量检验,经评定合格方可使用,不得以供应商提供的检测报告或商检报告代替现场检测。 4.1.1.2橡胶沥青路面集料宜采用玄武岩或技术指标达到的石料。细级料应采用石料开采过程中必须注意环境保护,防止破坏生态平衡。 4.1.1.3集料粒径规格以方孔筛为准。不同料源、品种、规格的集料不得混杂堆放。 4.1.2 橡胶屑 4.1.2.1橡胶屑应是由碎化的轮胎组成,橡胶屑应在常温下碎化。不应采用冷冻法来制造橡胶屑,如果用低温分离法,应在磨碎前进行。 4.1.2.2用于碎化的轮胎包括子午胎(小车等轻型车)和斜交胎(卡车等载重车),宜选用斜交胎。

相关主题
文本预览
相关文档 最新文档