SBS热氧老化动力学研究

第32卷 第5期 核 技 术 V ol. 32, No.5 2009年5月 NUCLEAR TECHNIQUES May 2009——————————————中国科学院知识创新工程青年人才领域前沿项目(55120701)资助第一作者：李银涛，男，1981年出生，2004年毕业于中南大学，现为上海应用物理研究所硕博连读研究生，应用化学专业 通讯作者：谢雷东收稿日期：2008-10-24，修回日期：2008-12-16辐射接枝改性SBS-g-MAH 热氧老化研究李银涛 李林繁 张 艳 姚思德 谢雷东(中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800)摘要 采用DSC 程序和红外分析等方法，研究了辐射接枝改性SBS-g-MAH 与原始苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene-butadiene-styrene block copolymer, SBS)的热氧化过程。

结果表明，SBS 热氧化属于自由基自催化反应，同时伴随高分子链的断裂和交联，但以热降解为主。

通过SBS 氧化机理的探讨，推测其热氧化产物为醇、醛、酸、酸酐等。

辐射接枝改性SBS 与原始SBS 相比，碳碳双键及与双键相邻的活泼α-H 密度降低，是造成其起始氧化温度升高、氧化诱导期增加的主要因素，预计在改性沥青应用中其热氧稳定性优于原始SBS 。

关键词 SBS ，辐射接枝，热氧老化，机理 中图分类号 O631.3苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(Styrene- butadiene-styrene block copolymer, SBS)，具有良好的低温弹性和易加工性，在弹性体产品中占有重要地位[1,2]。

SBS 作为添加剂在高速道路高等级改性沥青中的应用，已成为沥青生产中用量最多、重要性最大的高分子材料[3]。

由于SBS 高分子丁二烯嵌段(PB)中存有不饱和的C=C 双键，在加工及应用中易因光、热、氧等因素发生氧化。

文献[4]的研究发现，在SBS 与沥青高温共混过程中，SBS 的热氧老化会使其性能降低从而影响沥青改性的效果。

1.3热塑性弹性体SBS的研究1.3.1 SBS简况热塑性弹性体TPE是六十年代开发的新型高聚物[73]，是高分子材料科学与工程理论和应用中的一个重大突破。

它具有橡胶和热塑性塑料的特性，在常温下显示橡胶高弹性，高温下又能塑化成型的高分子材料。

它是继天然橡胶、合成橡胶之后的被称为“第三代橡胶”。

热塑性弹性体分子链的结构特点是由化学组成不同的树脂段(硬段>和橡胶段(软段>构成。

硬段的链段间作用力足以形成“物理交联”，软段则是具有较大自由内旋转能力的高弹性链段；而软硬段又以适当的次序排列并以适当的方式联接起来。

硬段的这种物理交联是可逆的，即在高温下失去约束大分子组成的能力，呈现塑性。

当温度降至室温时，这些“交联”又恢复，起到类似硫化橡胶交联点的作用。

正是由于热塑性弹性体的这种链结构特点和交联状态的可逆性，使它在常温下显示硫化胶的弹性、强度和形变特性等物理机械性能，可代替传统硫化胶制造某些橡胶制品；在高温下硬段会软化或熔化，在加压下呈现粘性流动，显现热塑性塑料的加工特性，可采用注射成型和吹塑成型等热塑性塑料的方法，比传统硫化橡胶常用的压缩、挤出、压延成型速度快、周期短，所需后硫化设备少，生产费用低。

热塑料弹性体还可用真空、吹塑成型等传统橡胶不能使用的迅速、经济的方法加工。

重复加工对其性能或加工特性无明显损害，废品和边角料可重新加工，用过材料可与新料一起使用，大大提高了材料利用率，极大地减少环境污染，被认为是环境友好材料。

b5E2RGbCAP按其化学组成TPE可以分为苯乙烯类SBC、聚烯烃类TPO、聚氨酯TPV和聚酯类CPE。

在TPE中SBC占有重要的地位，是目前世界上产量最大、发展最快的一种热塑性弹性体，按嵌段成分SBC可分为苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物<SBS）、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯嵌段共聚物<SIS）以及它们相应的加氢产物- 氢化SBS<SEBS）和氢化SIS<SEPS）4 种类型。

SBS改性沥青老化特性及模拟老化试验方法研究彭剑;孙宁;凌俊;周志刚【摘要】为了给SBS改性沥青老化性能评价提供试验依据,指导再生沥青路面工程实践,采取薄膜烘箱(TFOT)在163℃高温下,对SBS改性沥青进行不同时间的高温加热模拟老化,对不同老化程度的SBS改性沥青进行研究,试验研究其常规性能指标和高温动态剪切流变性能指标随模拟老化时间的变化规律,并回归拟合这些指标与模拟老化时间的关系,通过复核性试验对比分析模拟老化沥青与现场回收旧沥青的性能指标.结果表明,随着老化时间的延长,SBS改性沥青的针入度下降,延度减小,粘度增大,抗车辙因子显著增大,沥青流动性能降低,高温性能增强.而由于老化中SBS改性剂的降解作用,沥青的软化点变化规律性不强.除了软化点之外,其它指标与老化时间具有良好的相关性,由此确定基于TFOT的模拟老化试验方法.通过模拟老化沥青与现场回收旧沥青的性能指标的对比,验证了模拟老化试验方法的合理性.【期刊名称】《公路工程》【年(卷),期】2019(044)001【总页数】8页(P63-69,119)【关键词】SBS改性沥青;老化特性;模拟老化试验方法;薄膜烘箱试验;动态剪切流变试验【作者】彭剑;孙宁;凌俊;周志刚【作者单位】湖南省通盛工程有限公司,湖南长沙410004;长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室,湖南长沙410114;长沙理工大学道路结构与材料交通行业重点实验室,湖南长沙410114【正文语种】中文【中图分类】TU5350 引言随着我国公路交通事业的发展和节能环保理念的增强，沥青的老化与再生利用问题越来越受到重视。

在某种意义上SBS改性沥青再生是其老化的逆过程，研究SBS改性沥青的老化特性有助于认识旧SBS改性沥青再生规律，为旧SBS改性沥青恢复优良路用性能提供基础。

引起沥青发生老化的因素较多且复杂：短期使用中，储存、拌合、施工等过程会发生老化；长期服役时，高温天气、氧气、光等因素均可导致沥青挥发、氧化、聚合而变硬变脆[1]。

SBS热氧老化动力学研究
曹雪娟;雷运波
【期刊名称】《重庆交通大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2010(029)001
【摘要】采用原位红外技术跟踪SBS热氧化过程,同时通过热分析动力学技术计算了SBS的氧化动力学反应参数.研究表明,160℃以下时,氮气氛围中的SBS无降解
断链现象发生.在氧气氛围下,SBS中的PB段发生热氧化降解及无规则断链.在300℃以下时,SBS中的PS段抗氧性能优异,无氧化发生;PB段中双键旁的α氢原子有很
大活性,是氧化反应的进攻点,其热氧化降解同时存在解聚和无规断链,自动氧化反应是SBS热氧老化的主要特征,反应机理为自由链式,反应过程包括链引发、链增长和链终止,反应经过初始自由基的诱导期后,SBS迅速被氧化并发生严重降解.
【总页数】5页(P157-161)
【作者】曹雪娟;雷运波
【作者单位】重庆交通大学,土木建筑学院,重庆,400074;后勤工程学院,军事建筑工程系,重庆,400041
【正文语种】中文
【中图分类】TQ334.3;TQ031.7
【相关文献】
1.防老剂对SBS热氧老化性能影响 [J], 许晋国
2.热氧老化对SBS改性沥青技术性质的影响 [J], 贺华;陈海峰
3.木质素填充改性SBS弹性体的热氧老化性能 [J], 赫羴姗;张艳秋;王岚;秦泽恒;周煦桐;付豪;邸明伟
4.极性化SBS的热氧老化——(I)微观结构变化 [J], 刘杨;邸明伟;张彦华;顾继友
5.极性化SBS的热氧老化——(Ⅱ)表面元素分析 [J], 邸明伟;刘杨;张彦华;顾继友因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

SBS热塑丁苯橡胶的抗氧化性能研究橡胶作为一种重要的材料，在各个领域中得到了广泛的应用。

然而，由于橡胶材料容易受到氧气的氧化作用，使其性能受到了限制。

因此，研究橡胶材料的抗氧化性能对于提高其使用寿命和性能至关重要。

本文将围绕SBS热塑丁苯橡胶的抗氧化性能展开研究。

首先，介绍SBS橡胶的基本特性和应用领域。

然后，探讨氧气引起橡胶氧化的机理，并分析氧气对SBS橡胶性能的影响。

最后，总结和讨论提高SBS橡胶抗氧化性能的方法。

SBS橡胶是一种热塑性橡胶，由丁苯橡胶(SBR)和聚丙烯(PP)共混而成。

其具有优异的物理性能和加工性能，被广泛应用于鞋底、管道密封圈、胶带等领域。

然而，在长期使用过程中，SBS橡胶容易发生氧化反应，导致材料性能下降，例如硬度增加、弹性减弱、颜色变化等。

氧气引起橡胶的氧化主要是自由基链反应。

在橡胶材料中，氧气与橡胶链发生反应，形成氧化产物和自由基，进而引发自由基链反应。

这些反应导致了橡胶材料分子链的断裂、交联程度的降低和物理性能的恶化。

为了提高SBS橡胶的抗氧化性能，可以采取多种方法。

一种方法是添加抗氧化剂。

抗氧化剂可以捕捉自由基，从而阻止自由基链反应的进行，减缓橡胶的氧化速度。

常用的抗氧化剂有酚类、胺类、磷类等。

选择适当的抗氧化剂类型和用量，可以有效地提高SBS橡胶的抗氧化性能。

另一种方法是通过改变SBS橡胶的组成和结构来提高其抗氧化性能。

例如，可以通过调整SBS橡胶的合成条件，改变其分子结构，增强橡胶链的稳定性。

此外，还可以掺入适量的特种添加剂，如二硫化硒、聚合接枝聚丙烯酸酯等，来提高SBS橡胶的抗氧化性能。

除了添加抗氧化剂和改变组成结构，还可以通过改变橡胶制品的使用条件来提高SBS橡胶的抗氧化性能。

例如，可以降低使用温度、避免暴露在紫外线下、减少氧气接触等。

这些措施能够有效地减缓SBS橡胶的氧化速度，延长其使用寿命。

总之，SBS热塑丁苯橡胶的抗氧化性能对于提高其使用寿命和性能具有重要意义。

SBS改性沥青老化特性分析摘要：SBS改性沥青具有优越的使用性能，在公路领域得到大面积的使用，本文基于国内外对SBS改性沥青老化行为研究的现状，从不同角度分析了其老化行为, 并通过常规指标和微观指标分析导致SBS改性沥青老化的因素，最后提岀了防止改性沥青老化的措施。

关键词：SBS改性沥青；沥青老化；特性分析引言SBS是指由苯乙烯（S）—丁二烯（B）—苯乙烯（S）组成的嵌段共聚物⑴，在体系内部II电子云不能旋转从而使分子链刚性变大，改善了沥青的高温抗车辙性能，主链中的C・C键增加了沥青的弹性使低温抗裂性增强。

SBS改性沥青已经成为公路最常用的沥青种类，但是经过多年的使用下已经发生了老化，影响到了使用功能，因此本文就SBS改性沥青老化特性进行分析，通过了解其老化行为，为改善其功能使用性提出措施。

沥青在使用过程中，受到环境因素和荷载作用的交互影响，会导致沥青内部化学组分流失、分子结构发生变化、物理性能改变。

1常规试验研究]1粘度粘度试验是沥青的常规试验之一，在一定条件下沥青的粘度越大，其高温性能越好，SBS改性沥青之中，山于加入了改性剂，在高温之下高聚物依然对沥青中的轻质组分有粘附作用，本文利用布氏粘度计对新沥青和老化沥青进行粘度试验，结果如下图1所示：图1 SBS改性沥青老化粘度从上图可以看出，老化之后SBS改性沥青粘度增大，利用线性回归显示基本符合线性增大模型,Y=2.194X+0.2124, R2>0.97,相关性较好，沥青粘度主要是因为老化过程中轻质油分减少，SBS改性物质发生了团聚，沥青粘度增加容易导致路面产生裂缝。

1.2软化点软化点也是评价沥青高温的指标之一，SBS改性沥青的软化点较高，试验室下测得新沥青软化点为66.1°C,经旋转薄膜烘箱老化后测得结果如下图2所示：图2 SBS改性沥青老化软化点从上述曲线图可以看出，老化之后沥青的软化点增加速度是先变大再减小的趋势，老化之后沥青中的轻质组分减少，改性组分所占比例增加，在轻微老化过程中，对于提高混合料的抗车辙能力具有益处，但是随着老化的加剧，其软化指标增加明显。

SBS改性沥青防水卷材热老化性能分析及改善方法摘要：本文主要针对SBS、SBS/APP和SBS/SBR改性沥青和它的防水卷材性能进行了试验分析，试验结果说明了运用SBS/APP复合改性可以很好地改善SBS改性沥青防水卷材的热老化性能和耐高温性能。

关键词：SBS改性沥青防水卷材复合改性热老化耐高温根据经验我们认为，APP类的改性沥青比一些聚合物改性沥青的抗老化性能和耐高温性能要好，SBR对于改善改性沥青的延展性与低温性能最大，SBS则同时拥有两者的优势，使得它成为了世界上认可的优质沥青改性剂，并使得改性沥青防水卷材广泛地运用到了全球各地。

本文通过了对SBS和APP或者是SBS 和SBR的复合性试验，探讨了能不能对SBS改性沥青防水卷材的性能再一次的加强，并进行了相关的试验，通过试验结果得到了运用上述的SBS/APP复合改性沥青手段，能够增强SBS改性沥青防水卷材的热老化与耐高温性能。

一、SBS/APP试验1.试验材料和其产地2.试验所需的仪器和试验的方法2.1试验所需的主要设备。

试验的仪器主要有以下几个部分：万能拉力试验机、电子天平、多功能电动搅拌试验机、柔度仪、高低温试验箱、针入度测定仪、鼓风干燥机、不透水仪、低温延度测定仪、软化点测定仪等。

2.2试验采用的方法。

在试验中针对针入度是按照GB/T 4509测试方法、针对软化点按照GB/T 4507测试、低温柔度、耐热度、拉力和最大拉力时延伸率按照GB 18242测试、测力延度按照GB/T 4508来进行、对于热老化的性能试验和计算都按照JC/T 974的进行试验。

3.对于改性沥青和卷材的制作3.2制作的方法。

根据以上的参考数据按照下列的制作方法来进行制作改性沥青和改性沥青卷材：一，把沥青进行熔融，脱水后加温到160～170℃，然后再根据配方所需的助剂、改性剂与软化油进行加注，值得注意的是投料的时间尽量要控制在半小时左右；二，在1个小时到1个半小时之间把温度提高到185～195℃，并保持该温度1小时左右，直到肉眼看不到明显的颗粒为准；三，加入填充料并高速搅拌至少半小时；四，按照上述的方法把制作好的改性沥青降温到175～180℃之间；五，根据相关的数据把改性沥青浇注到针入度、弹性恢复率、测力延度、软化点等试模，再利用经过预浸处理的聚酯胎作为胎体，最后再剪取纵横向的试片各一块，进行相关的截取试验。