改性沥青抗老化剂

几种改性沥青的相关知识一、SBS改性沥青1、SBS改性沥青概述SBS改性沥青是在原有基质沥青的基础上，掺加一定比例如2.5%、3.0%、4.0％的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

使其粘度增大，软化点升高，从而改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。

在良好的设计配合比和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。

2、SBS改性沥青技术要求SBS改性沥青质量要求表5.3.2SBS改性沥青质量要求（PG70-28）表5.3.3掺加RA抗车辙剂与普通沥青和SBS改性沥青的性能对比（AC-13C）3、SBR改性沥青的特性1）有很好的耐高温、抗低温能力，适合高寒地区公路使用2）有较好的抗车辙能力和抗水损能力3）提高了路面的抗疲劳能力，具有优良的抗疲劳开裂性能4、SBR改性沥青的应用实例及参考价格1）应用实例：青藏高速、2)参考价格：SBR改性沥青价格为5500元/t左右，SBR改性剂价格为20000元/t左右三、PR改性沥青1、PR改性沥青概述PR抗车辙添加剂由法国PRI与法国中央路桥实验室LCPC于1990年共同研制，它是一种改善沥青混合料性能的添加剂，对改善高温稳定性、提高抗车辙能力有非常显著的效果。

在西欧、东欧及非洲国家已是非常成熟的技术。

2002年在山西运煤重载、重交通量高速公路的首次应用取得成功，随后几年该产品的性能及在国内的业绩也得到了路面专家的认可。

2、PR改性沥青的特性1）有很好的高温稳定性和抗车辙能力2）较好的抗疲劳性能和低温弹性性能3、PR改性沥青的应用实例及参考价格1）应用实例：北京杏石口改造工程、天津市政道路改造工程、山西长晋高速晋城段、京福高速淮安段改造工程、郑少高速2)参考价格：PR改性剂价格为12000左右元/t四、PE改性沥青1、PE改性沥青概述PE改性沥青是在基质沥青中添加一定剂量的PE（高低密度聚乙烯）改性剂而形成的改性沥青。

SMC系列沥青改性剂,常温改性沥青现代交通路面材料的要求：在低温下应有弹性和塑形；在高温下要有足够的强度和稳定度；在加工和使用中增强抗老化能力；在多种矿物和结构表面有较强的粘附力；以及对构件变形的适应性和耐疲劳性。

沥青材料本身难以满足这些性能要求，迫切需要对沥青进行改性。

维持公司专业技术团队充分利用废旧塑料、旧橡胶轮胎提取物生产的第三代产品SMC沥青改性剂从根本上改变了沥青固有的缺陷，不但在以上几个方面取得突破性进展还大大提高道路使用其他性能，如减少燃油、燃煤、沥青消耗量。

因此沥青路面工程使用S MC沥青改性剂是一件利国、利民、利于地球环境的三益事业。

产品特点：一，低碳、节能、环保：使用SMC改性沥青生产的沥青混凝土，常温拌合，不需要对干燥矿料加热，沥青不在需要高温熔融只需要电加热70~100℃，碳排放低（按照标准四车道的省、国道，减低的能耗标准煤230T/KM）。

SMC改性沥青混凝土常温生产、不加高温，CO2、煤灰矿料粉尘、苯并芘、沥青烟等有害毒气体排放只有传统沥青的2-1 0%，其高分子聚合物弹性使它比热沥青降噪28%二，即铺即通少修补：SMC改性沥青混凝土属于柔性熟料成型迅速、固化缓慢且具备自动修复性质，不可抗拒的创痕裂隙，经过车轮的再次碾压可自动修复三，低造价：SMC改性沥青砼成本与同级别SBS改性沥青砼相比成本约低￥260元/m³，与低级别的基质重交沥青混凝土相比约低￥80元/m³。

SMC沥青混合料可长时间储存，用不完的产品进行简单包装可储存1个月。

四，适应性强：SMC改性剂与矿量相适应性均佳，热拌热铺的沥青砼则不宜采用石灰石类高温变性矿料（2012年5月完工的内遂高速运行俩个月即全面翻工，就因为就地取材使用石灰石矿料造成的）。

五，延长使用寿命：SMC改性沥青砼常温生产，沥青不加高温，延缓沥青老化，延长固化时间（施工6年后硬化程度与SBS热拌沥青混凝土施工当天的数据接近），抗重载比其他沥青高2-3倍，无车辙、不推移涌包、不龟裂，延长路面2-3倍使用寿命。

MAC改性沥青简介MAC改性沥青是美国海瑞集团八十年代的一项专利技术，属于多级化学改性沥青的范畴，已纳入美国试验与材料协会ASTM的技术规范。

在美国十余个州及加拿大地区已有二十余年的使用经验。

自1998年引入山东以来，在高速公路和路网改建项目中得到广泛的应用，其质量标准被作为山东省地方标准正式发布，其良好的路面性能可与SBS改性沥青相媲美，而其改性加工费用只有SBS的60%，具有明显的经济效益。

MAC改性沥青技术性能MAC改性剂在沥青中通过化学反应生成大量极性物质并产生聚集，形成网状格架结构，使沥青的内聚力大大增强，可生产出高粘度改性沥青。

同时由于沥青极性的加强，使沥青与集料表面的粘附性增强。

基于上述两种原因，沥青与集料胶结体系的胶结强度也随之大大提高。

MAC改性沥青呈凝胶状，这种凝胶结构使沥青不会轻易移动，且其品质稳定，不会产生离析。

室温下，基质沥青或其他改性沥青随时间流逝而流动，而MAC改性沥青不随时间而流动。

MAC改性沥青较之基质沥青粘度大、软化点高、感温性小，抗老化能力强，是一种高粘度的改性沥青，其较高的高温粘度是其他改性沥青也无法比拟的，这使沥青混合料处于热状态下，仍然能给集料覆以较厚的沥青膜，而且不析漏，消除了对纤维和对其他改性剂的需要，在良好的设计和施工条件下，沥青路面的耐久性和高温稳定性明显提高。

这一特性，使MAC 改性沥青在沥青大碎石柔性基层结构中具有其它沥青不可比拟的优势。

MAC改性沥青具有较强的抗老化能力。

通过薄膜烘箱加热老化时间与沥青粘度变化的关系曲线可以发现，随着加热时间的增加，MAC改性沥青的粘度增长明显低于基质沥青，说明抗老化能力强。

通过对实地长期老化性能研究，可以清楚发现，基质沥青在几年的时间内残留针入度比急剧降低，而MAC改性沥青的残留针入度只是随时间缓慢地降低，说明MAC 改性沥青具有优良的抗长期老化的能力。

MAC改性沥青全面提高了沥青的路面性能，可以使沥青的PG等级由原来的PG64-22提高到PG76-22、PG82-28，软化点通常达80摄氏度以上，用它铺筑的路面，有良好的耐久性和较高抗车辙能力，能有效防止或减少路面病害的发生，延长了路面的使用寿命。

自粘聚合物改性沥青防水卷材耐老化性能试验研究摘要：随着建筑工程的快速发展，沥青防水卷材作为一种常用的防水材料，其耐老化性能对其使用寿命和防水效果起着重要的影响。

为了提高沥青防水卷材的耐老化性能，本研究采用自粘聚合物对沥青进行改性，并通过一系列试验评估了改性沥青防水卷材的耐老化性能。

试验结果表明，自粘聚合物改性沥青防水卷材在耐老化性能方面表现出优异的特性，具有较高的抗紫外线、耐热和耐化学腐蚀等性能，预计能够显著延长其使用寿命。

因此，自粘聚合物改性沥青防水卷材在工程应用中具有广阔的发展前景。

关键词：自粘聚合物、沥青防水卷材、耐老化性能、改性、试验研究引言自粘聚合物改性沥青防水卷材是一种广泛应用于建筑工程中的防水材料。

随着对建筑品质和可持续性要求的提高，对防水材料耐老化性能的要求也越来越高。

本论文旨在研究自粘聚合物改性沥青防水卷材的耐老化性能，以深入了解其在长期使用和自然环境中的表现。

通过人工加速老化试验和自然老化试验，评估改性沥青防水卷材在物理性能和化学性能方面的变化。

研究结果对于提升改性沥青防水卷材的耐久性、延长使用寿命，以及保障建筑工程的可持续性具有重要意义。

该研究可为建筑行业提供参考，为选择和应用改性沥青防水卷材提供科学依据。

一.实验方法1.材料准备本实验所使用的材料包括自粘聚合物、常规沥青以及其他辅助材料。

自粘聚合物是改性沥青防水卷材的主要改性剂，常规沥青作为基础材料。

辅助材料可能包括增塑剂、稳定剂、填料等，用于调节改性沥青的性能。

2.沥青改性过程在实验室条件下，按照预先确定的比例将自粘聚合物、常规沥青和辅助材料混合，进行沥青改性。

具体的改性过程包括以下步骤：（1）预处理：将自粘聚合物和常规沥青分别进行预处理。

预处理可能包括溶解、研磨或加热等步骤，以确保材料能够均匀混合。

（2）混合：将预处理后的自粘聚合物和常规沥青按照预定的比例混合在一起。

可以采用机械搅拌设备或其他适当的方法进行混合，以获得均匀的改性沥青。

SBS 改性道路沥青的性能概述于进军 王燕飞(北京燕化石油化工股份有限公司合成橡胶事业部,102503)综述了聚合物改性沥青的发展情况及路用性能,并从流变性的角度介绍了S BS 改性沥青的性能,同时提出了SBS 改性沥青应用过程中存在的主要问题 热储稳定性。

关键词: S BS 聚合物改性沥青 流变性 热储稳定性 粘弹性作 者 简 介于进军 工程师,1992年毕业于大连理工大学化工学院。

随着交通量的迅速增加,车辆大型化、渠道化、超载严重,沥青混凝土路面面临严峻考验。

使用普通沥青铺设的路面易产生严重车辙、开裂、坑槽等早期破坏。

路面使用某些聚合物改性沥青进行薄层罩面后,可大大延长养护周期,降低养护费用。

高等级公路的路面尤其需要使用聚合物改性沥青,延长路面使用寿命,减少养护罩面次数,保证公路畅通。

1 沥青及改性沥青的路用性能1.1 沥青路面应具有的性能为使气候和交通量对沥青路面破坏的影响降低到最低限度,沥青路面应具有如下性能[1]:(1)高温抗车辙性能,即抵抗流动变形的能力。

沥青路面的车辙变形、拥包等主要发生在夏季高温情况下,是一种混合料各种成分位置的变化,这时沥青的粘度较低,粘结集料抵抗变形的能力有限。

(2)低温抗裂性能,即抵抗低温收缩裂缝的能力。

沥青路面的温缩裂缝表现为寒冷季节混合料集料之间的沥青膜拉伸破坏,然后再导致集料的破裂。

主要取决于沥青混合料的低温拉伸变形性能。

(3)水稳定性,即抵抗沥青混合料受水的浸蚀逐渐产生沥青膜剥离、掉粒、松散、坑槽而破坏的能力。

沥青混合料的水损害是由于沥青结合料与集料表面的粘结力丧失而导致剥离。

(4)耐疲劳性能,即抵抗路面沥青混合料在反复载荷(包括交通和温度载荷)作用下破坏的能力。

(5)抗老化性能,即抵抗沥青混合料受气候影响发脆逐渐丧失粘结力等各种良好性能的能力。

(6)表面服务功能,包括低噪音及潮湿情况下的抗湿滑性能、防止雨天溅水及在车后产生水雾等性能,这些性能直接影响交通安全及环境保护。

sbs改性沥青技术标准SBS改性沥青技术标准。

SBS改性沥青是一种应用广泛的道路材料，它具有优异的性能和稳定的质量，对于道路建设起着至关重要的作用。

为了保证SBS改性沥青的质量和使用效果，制定了一系列的技术标准，以规范其生产和应用过程。

本文将对SBS改性沥青技术标准进行详细介绍，希望能够为相关行业提供参考和指导。

一、SBS改性沥青的基本性能要求。

1. 抗老化性能，SBS改性沥青在高温和紫外线的作用下能够保持较好的稳定性，不易发生软化和断裂。

2. 弹性恢复性能，SBS改性沥青在受到外力作用后能够迅速恢复原状，保持道路的平整度和舒适性。

3. 粘附性能，SBS改性沥青与骨料的结合力强，能够有效防止路面出现剥离和开裂。

4. 抗变形性能，SBS改性沥青在受到车辆荷载和温度变化的影响下，能够保持较好的形变能力，延长路面使用寿命。

二、SBS改性沥青的生产工艺要求。

1. 原料选用，SBS改性沥青的生产应选用优质的沥青和SBS改性剂，确保原料的稳定性和可靠性。

2. 混合工艺，SBS改性沥青的混合工艺应严格控制温度和时间，确保SBS改性剂充分与沥青混合，均匀分散。

3. 质量控制，对SBS改性沥青的生产过程进行全程监控，确保产品质量符合标准要求。

三、SBS改性沥青的施工和应用要求。

1. 施工温度，在施工过程中，应根据气温和路面状况合理控制SBS改性沥青的施工温度，避免出现温度过高或过低的情况。

2. 施工厚度，根据道路等级和设计要求确定SBS改性沥青的施工厚度，确保路面的承载能力和使用寿命。

3. 施工工艺，在施工过程中，要严格按照相关标准和规范进行操作，确保SBS 改性沥青的均匀铺设和充分压实。

四、SBS改性沥青的质量检测要求。

1. 外观检查，对SBS改性沥青进行外观检查，确保无异物和明显缺陷。

2. 抗拉性能，通过拉伸试验检测SBS改性沥青的抗拉强度和断裂伸长率，评估其弹性恢复性能。

3. 软化点，测定SBS改性沥青的软化点，判断其耐高温性能。

改性沥青稳定剂1. 引言改性沥青稳定剂是一种用于道路建设中的特殊沥青添加剂，通过改变沥青的物理性质和化学性质，提高沥青的稳定性和耐久性，以增强道路的承载能力和耐久性。

本文将介绍改性沥青稳定剂的定义、分类、作用机理以及在道路建设中的应用。

2. 定义改性沥青稳定剂是指一系列用于改善沥青混合料性能的化学添加剂，通过与沥青发生物理或化学反应，在增加沥青稠度的同时提高沥青的弹性模量和抗剪强度，从而改善沥青路面的抗裂性和耐久性。

3. 分类根据改性沥青稳定剂的不同成分和作用机制，可以将其分为以下几类：3.1 高分子改性剂高分子改性剂是通过将高分子化合物添加到沥青中，改变沥青的分子结构和性能，从而提高沥青的抗老化性能和耐久性。

常见的高分子改性剂有聚合物和橡胶等。

3.2 化学改性剂化学改性剂是通过与沥青分子发生化学反应，改变沥青的物理和化学性质，以提高沥青的粘附性和稳定性。

常见的化学改性剂有胺、醇、酚等。

3.3 矿物填料矿物填料是将细颗粒物质添加到沥青中，填充沥青中的空隙，增加沥青的黏着性和稠度，提高沥青的强度和耐久性。

常见的矿物填料有石粉、石灰等。

4. 作用机理改性沥青稳定剂通过不同的机制改变沥青的性质，从而提高沥青混合料的性能和耐久性。

4.1 高分子改性剂的作用机理高分子改性剂通过在沥青中形成弹性网状结构，增强沥青的弹性模量和抗剪强度，提高沥青的抗裂性能和耐久性。

4.2 化学改性剂的作用机理化学改性剂通过与沥青中的化学成分发生反应，形成新的化合物，改变沥青的物理和化学性质，提强沥青的粘附性和稳定性。

4.3 矿物填料的作用机理矿物填料通过填充沥青中的空隙，增加沥青的粘度和稠度，提高沥青的强度和耐久性。

5. 在道路建设中的应用改性沥青稳定剂在道路建设中起着至关重要的作用。

它能够改善沥青混合料的性能，增加道路的承载能力和耐久性，延长道路的使用寿命。

改性沥青稳定剂广泛应用于公路、机场跑道、港口码头等道路建设项目。

在修建新路面或进行道路改造时，可以根据具体情况选择合适的改性沥青稳定剂，以提高道路的性能和耐久性。

异佛尔酮二异氰酸酯改性蒙脱土改性沥青的性能肖新颜;张登科【摘要】采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对醋酸化蒙脱土(HMMT)进行改性,得到IPDI改性HMMT(IPDI-HMMT);以IPDI-HMMT作为新的沥青化学改性剂,通过熔融共混法制备改性沥青材料;研究了改性沥青的物理性能、UV老化性和热稳定性.结果表明:接枝上—NCO的IPDI-HMMT能与沥青中羟基反应生成氨基甲酸酯,形成剥离结构;IPDI-HMMT掺入沥青后,改性沥青材料的起始分解温度提升了9℃,软化点高达57.0℃,且其离析软化点差值及UV老化后质量改变率、软化点增量和残留针入度比的变化均小于Na-MMT改性沥青.IPDI-HMMT与沥青的化学反应加强了内部组分的相互作用而形成稳定的胶体结构,对沥青性能的增强效果优于Na-MMT.%Acidified montmorillonite ( HMMT ) was modified with isophorone diisocyanate ( IPDI ) , and the ob-tained IPDI-HMMT was used as a chemical modifier to modify asphalt via melt blending .Then, the physical pro-perties, UV aging resistance and thermal stability of the modified asphalt were investigated .The results show that (1) IPDI-HMMT grafted with —NCO can react with the hydroxy in asphalt to produce urethane and to form an ex-foliated structure;(2) after the incorporation of IPDI-HMMT, the initial decomposition temperature of the modified asphalt increases by 9℃, the softening point is up to 57 .0℃, and the segregation softening point difference , the mass change rate , the softening point increment and the residual penetration ratio all change more slightly than those of Na-MMT modified asphalt;and (3) the chemical reaction between IPDI-HMMT and asphalt enhances the interaction of the internal components , whichhelps to form a stable colloidal structure , so that IPDI-HMMT has greater enhancement effect on the asphalt performance than Na-MMT.【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2017(045)002【总页数】6页(P116-121)【关键词】异佛尔酮二异氰酸酯;蒙脱土;沥青;化学改性;物理性能;UV老化性能;热稳定性【作者】肖新颜;张登科【作者单位】华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640;华南理工大学化学与化工学院,广东广州510640【正文语种】中文【中图分类】TQ316.6+3蒙脱土(MMT)具有独特的层状结构,且价廉易得,用于改性沥青可大幅提升沥青材料的抗老化性能、耐高温性能和力学性能等[1- 3],已成为常用的沥青改性剂.MMT物理改性沥青一般通过高速剪切使其分散于沥青中,但其在储存、运输和应用中易发生改性剂团聚,从而影响改性沥青的路用性能[4].相比于物理改性剂,化学改性剂可与沥青反应,改善体系化学组成结构,与沥青之间生成不可逆的化学键,可有效解决改性剂团聚和离析等问题[5- 6].MMT具有亲水疏油性,与聚合物相容性较差，不利于其在沥青中的分散,需对其进行有机化改性,常用的改性剂可分为两种：一是不含反应基团的长链改性剂,如季铵盐类、季鏻盐类等[7],这类改性剂能较大程度扩大层间距,但它们只是与层间阳离子交换形成较弱的离子键,容易再被其他阳离子置换出来,对材料性能的提高幅度有限；二是可与聚合物反应的活性基团类改性剂,如聚合物单体、偶联剂等[8- 9],它们能与MMT反应形成共价键而接枝在表面和层间,同时,随着聚合反应的进行,分子链的快速增长可使得层间距进一步变大,从而得到剥离结构的复合材料.Ortega等[10]以二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)和有机蒙脱土(OMMT)为改性剂对沥青进行改性，分别制备了二元(沥青/OMMT)和三元(沥青/OMMT/MDI)复合材料，考察了MDI添加量及加料顺序等对两种复合材料的粘弹性行为的影响.文中采用异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)对钠基蒙脱土(Na-MMT)进行化学改性,使MMT片层接枝活性—NCO基,有助于与沥青中的羟基反应,提升MMT/沥青复合材料的物理性能、UV老化性能与热稳定性.1.1 材料AH-90号基质沥青,茂名石化公司生产,软化点为48 ℃,25 ℃针入度为82.0 dmm；Na-MMT，浙江丰虹新材料股份有限公司提供,粒径45 μm,阳离子交换容量为90～100 mmol/100 g;IPDI，德国拜耳公司提供,无色或浅黄色液体,分析纯.1.2 IPDI改性MMT及改性沥青的制备Na-MMT预先进行酸处理：将Na-MMT分散于1 mol/L的醋酸溶液中,形成质量分数为10%的分散液,置于500 mL 三口烧瓶中,于80 ℃下高速搅拌3 h,所得溶液趁热抽滤,并用蒸馏水洗涤滤物,最后将滤物置于80 ℃烘箱中干燥2 h,冷却后研磨得到醋酸酸化MMT,记作HMMT.此过程的目的主要是增加其层间距,从而提高MMT的比表面积和吸附能力.将HMMT分散于N,N-二甲基乙酰胺中形成质量分数为10%的分散液,加入2倍阳离子交换容量的IPDI,升温至80～85 ℃,剧烈搅拌6 h,将得到的絮状混合物抽滤、洗涤、干燥、研磨得到IPDI改性HMMT,记作IPDI-HMMT.称取400 g基质沥青置于不锈钢罐中,在150 ℃下充分熔融,然后加入2%～10%(质量分数，以基质沥青质量为基准计)的Na-MMT或IPDI-HMMT,开启剪切乳化机以4 000 r/min 的速率剪切90 min直至体系均匀,最后放入120 ℃的烘箱保温固化1 h,以加快—NCO基与基质沥青的反应,即得到Na-MMT改性沥青或IPDI/MMT改性沥青.1.3 MMT改性沥青微观结构及性能表征采用德国Zeiss公司生产的Merlin型高分辨场发射扫描电子显微镜(SEM)对改性前后的MMT试样进行微观形貌观测.采用德国Bruker公司生产的D8 Advance 型X射线衍射仪(XRD)对改性沥青试样进行结构分析,扫描范围为0.5 °～10 °,扫描速率为3 °/min.软化点、25 ℃针入度和离析实验测试分别按照GB/T 0606—2011、GB/T 0604—2011和GB/T 0661—2011的规定进行测试.采用自制的加速紫外老化箱模拟道路沥青在长期服务过程中受紫外光照射产生的老化,将适量熔融沥青试样倒入培养皿中,使沥青厚度为1 mm左右,在50 ℃条件下,利用500 W汞灯照射48 h.采用美国TA公司生产的Q600 SDT型热重差热联用分析仪对改性沥青试样进行热重测试,在氮气氛(100 mL/min)下升温速率为10 ℃/min.2.1 改性MMT的表征图1为Na-MMT及改性MMT的FT-IR谱图.由图1可见,改性前后的MMT的基本骨架没有变化,且改性后的IPDI-HMMT在2 925和2 850 cm-1处出现新的吸收峰,分别代表C—H的非对称和对称伸缩振动,说明二异氰酸酯有机改性成功.IPDI-HMMT在3 460 cm-1处的羟基振动峰发生了偏移,1 562 cm-1处为酰胺键的特征吸收峰,这些都表明IPDI中的活性—NCO基团与羟基反应而接枝于片层上；而2 266 cm-1处为—NCO基团的伸缩振动峰,说明大部分二异氰酸酯只是一端的—NCO基团与羟基反应,使得接枝后的IPDI-HMMT仍保留有一部分—NCO,有助于与沥青反应,从而实现对沥青的化学改性.图2为Na-MMT和IPDI-HMMT的SEM图.由图2可见，Na-MMT为片层材料,晶片堆积层叠,其表面为团聚的紧密实体,结构平坦,片层间排列紧密；经过改性后的IPDI-HMMT仍具有规整的片层堆积结构,但其片层出现弯曲卷边现象,层间距也相应得到扩大.2.2 改性沥青的FT-IR和XRD分析沥青改性前后的FT-IR谱图如图3所示,其中IPDI-HMMT的掺量为6%(质量分数,以基质沥青的质量为基准计，下同).图中2 924和2 852 cm-1处分别代表C—H 的非对称和对称伸缩振动；同时发现,IPDI-HMMT掺入沥青后,改性沥青在3 450和1 636 cm-1处出现新特征峰,分别源于氨基甲酸酯的N—H键和O键的振动,说明接枝上—NCO基的IPDI-HMMT与沥青中的极性羟基反应,生成氨基甲酸酯类化合物,实现了对沥青的化学改性.由此可以推测反应后MMT片层与沥青极性分子之间形成共价键而稳定地分散于体系中.为探究MMT层间距的变化及其在沥青中的微观结构,采用小角X射线衍射(SAXRD)对改性MMT和改性沥青样品进行测试,结果如图4所示.由图4可见,Na-MMT的层间距为1.51 nm,经过改性后,IPDI与层间羟基反应生成氨基甲酸酯而成功插层接枝于片层之间,使得IPDI-HMMT的层间距增至1.95 nm,利于沥青分子链的插入,而其与沥青的反应进一步使层间距急剧扩大,在测试范围(0.5°<2θ<10°)内未出现衍射峰,说明层间距大于17.67 nm,可以认为改性MMT与沥青反应后形成了剥离结构.2.3 改性沥青的软化点、针入度和储存稳定性MMT掺入沥青后会对其物理性能产生较大影响,实验研究了改性MMT的掺量对改性沥青的软化点、针入度和储存稳定性的影响,结果如图5所示.从图5(a)可以看出,Na-MMT改性沥青和IPDI-HMMT改性沥青的软化点都随掺量的增加而增大,且在相同掺量下IPDI-HMMT改性沥青的软化点都高于Na-MMT改性沥青；掺量超过8%后增幅不大,在掺量为10%时,达到最大值57.0 ℃,相比基质沥青提高了9.0 ℃.这是因为接枝上—NCO的MMT片层与沥青极性基团反应后,稳定分散于体系中,有效改善了沥青内部分子结构,显著提升了沥青的高温性能.针入度可以在一定程度上表征沥青材料的抗剪切破坏能力、稠度、硬度等性能,由图5(b)可见,改性沥青的针入度都小于基质沥青,且随着MMT掺量的增加,针入度呈下降趋势.在相同的掺量下,IPDI-HMMT改性沥青的针入度低于Na-MMT改性沥青,这说明改性MMT掺入沥青后,材料在25 ℃的黏度增大.这是因为改性后的IPDI-HMMT与沥青反应形成的共价键(—CONH—)使剥离的片层稳定分散于体系中,很大程度上阻碍了沥青分子的运动,使其变硬,体现为针入度减小.对于改性沥青而言,上下离析软化点差值(ΔS)小于2.2 ℃则可认为具有较好的热储存稳定性,由图5(c)可见,改性沥青都具备良好的热储存稳定性.与Na-MMT改性沥青相比,IPDI-HMMT改性沥青的ΔS更小,当掺量为4%时,ΔS仅为0.3 ℃,接近基质沥青(0.2 ℃),具有优异的热储存稳定性.2.4 改性沥青的UV老化性能沥青的老化分为热老化与UV老化,目前,研究者采用了不同的老化方法对改性沥青材料的抗UV老化性能进行研究[11- 15],老化温度一般设定为50 ℃,考察老化时间对改性沥青UV老化性能的影响.分别采用质量改变率(Mc)、软化点增量(Sp)和残留针入度比(Rp)来评价改性沥青的UV老化性能,结果如图6所示,其中MMT的掺量为6%.UV老化对沥青的影响可分为两个方面：一是加大沥青内部组分的氧化速率,二是加速沥青体系中轻质组分的挥发.从图6(a)中可以看到,随着老化时间的延长,沥青试样的质量都呈减小的趋势,说明挥发速率大于氧化速率,内部轻质组分挥发过快,致使质量损失引起结构破坏.加入改性剂后,改性沥青的Mc都有所减缓,其中IPDI-HMMT 改性沥青的质量变化最小,这可能是由于IPDI-HMMT和沥青的反应有效改变了沥青体系中的一些化学成分,稳定的片层结构牢牢锁住轻质组分,使沥青轻组分的挥发速率减小.由图6(b)可知,随着老化时间的增长,基质沥青与改性沥青的软化点都呈增大的趋势,但改性沥青的增量都小于基质沥青.Sp越大,说明受到UV老化的影响越大,UV老化48 h后,基质沥青的软化点增大了2.8 ℃,材料硬度增加,而IPDI-HMMT改性沥青的Sp仅为2.0 ℃,且从曲线中可以看到,随着老化时间延长,IPDI-HMMT改性沥青的Sp增长趋势逐渐减缓,抗UV老化性能显著提升.在图6(c)中,相同老化时间下,改性沥青材料的Rp均大于基质沥青,且IPDI-HMMT 改性沥青的Rp大于Na-MMT改性沥青.当老化时间为48 h时,基质沥青的Rp为68%,而IPDI-HMMT改性沥青的Rp为78%,且下降趋势减缓,抗UV老化性能明显提升.2.5 改性沥青的热稳定性改性沥青的TG结果如图7所示.可以看到,基质沥青和改性沥青在400 ℃左右有较大的质量损失速率,且改性沥青的质量损失均滞后于基质沥青.选取材料质量损失5%时的温度作为材料的起始分解温度(Ti),则基质沥青的Ti为354 ℃,Na-MMT改性沥青的Ti为357 ℃,相比基质沥青稍有提高,而IPDI-HMMT改性沥青的Ti为363 ℃,比基质沥青提高了9 ℃,与Na-MMT改性沥青相比也有明显提高.Na-MMT片层只是简单地分散于沥青中,可能会出现团聚,而IPDI-HMMT片层上的—NCO与沥青中极性基团反应后以共价键的形式稳定地分散于体系中,有效阻碍了沥青分子链的运动,这使得化学改性后的沥青材料的热稳定性能优异.(1)采用IPDI对Na-MMT插层改性得到IPDI-HMMT,改性后层间距扩大,且保留有活性—NCO基；IPDI-HMMT与基质沥青中的极性羟基反应生成氨基甲酸酯类化合物,层间距进一步扩大形成剥离型结构.(2)IPDI-HMMT实现了对沥青的化学改性,其改性沥青的物理性能、储存稳定性以及热稳定性得到有效提升.与基质沥青相比,IPDI-HMMT改性沥青的软化点最高提升9 ℃,ΔS接近基质沥青的ΔS,且Ti也提高了9 ℃.(3)UV老化实验结果表明,改性沥青的质量改变率、软化点增量和残留针入度比的变化趋势变缓.这是由于改性MMT与沥青的反应将一些小分子化合物以化学键的形式固定下来,减缓了轻质组分的挥发速率,削弱了UV光对沥青的渗透破坏.【相关文献】[1] YU J Y,FENG P C,ZHANG H L,et al.Effect of organo-montmorillonite on aging properties of asphalt [J].Construction and Building Materials,2009,23(7):2636- 2640. 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