基于红外光谱法的SBS沥青光氧老化机理_王寿治

沥青老化规律及机理通过查阅国内外相关资料，阐述沥青及改性沥青老化规律和老化机理，分别从物理性能变化规律、化学组分变化规律、分子结构变化等四个方面来阐明沥青的老化规律和老化机理，通过上述理论分析得出，沥青中轻质组分的挥发和被吸收，各组分的氧化、聚合、以及改性剂SBS的裂解才是使沥青组分发生变化及老化的机理。

标签：分子结构；老化机理；裂解1、物理性能变化规律沥青老化过程是相当复杂的，早在1903年Dow就提出了沥青混合料中的沥青由于加热导致质量损失和针入度减小。

截止到目前为止，对沥青老化研究最为广泛的依然是物理性能的变化。

道路研究者们[1-2]研究了沥青老化对路面使用性能的影响，通过对沥青进行不同程度的老化，分析针入度、软化点、延度、60℃动力粘度、蠕变劲度S及斜率m参数的变化。

研究者们对沥青老化后物理指标的变化、性能的衰减已经有了较为深刻地认识。

普遍认为不同沥青有不同程度的抗老化性能，但性能变化规律基本一致。

即随老化时间的增加，沥青的针入度逐渐减小，针入度指数PI逐渐增大，软化点升高，延度逐渐减小，而粘度、复数剪切模量、蠕变劲度逐渐增大，表明老化使沥青弹性增强，感温性减弱，抗疲劳开裂能力变差，从而缩短了路面使用寿命。

1984年Petersen研究了沥青在长期老化过程中物理化学变化。

并研究了道路沥青老化过程中60℃动力粘度随老化时间的变化。

丛玉凤等[3]以软化点为参数建立了沥青老化动力学模型，并用该动力学模型对这两种沥青的抗老化性能进行研究，求得了动力学参数，从而为研究沥青老化提供了一种简便可行的分析方法。

2、化学组分变化规律老化过成中，从沥青各组分的变化可以看出，随着老化时间的加长正戌烷沥青质和胶质含量增多，油分的含量减少，油分的减少除了受空气中的氧和臭氧的光化学氧化作用以外，轻组分的蒸发损失可能也是重要的原因。

由于沥青是极其复杂的多组分混合物，给沥青老化的研究带来很大的困难。

戴跃玲等[4]通过薄膜烘箱老化试验研究了沥青老化后化学组分与路用性能的关系，沥青老化时，饱和分几乎不变，芳香分和胶质减少，沥青质明显增加，主要变化的组分是胶质和沥青质。

基于红外光谱法的SBS 沥青光氧老化机理王寿治1,朱国军2,肖 敏1,贾军红1(1.湖北省随岳中高速公路建设管理处,随州441300;2北京新桥技术发展有限公司,北京100101)摘 要: 通过AH-70基质沥青及PG76-22改性沥青的短期热氧老化(RT F O)和模拟光氧老化试验,运用红外光谱分析法研究真实环境中太阳光中紫外光对沥青胶结料的影响。

探讨了沥青胶结料在紫外光和氧的双重因素的作用下,化学组分中各官能团的变化规律;从化学结构方面阐述了沥青胶结料的老化机理。

关键词: 红外光谱; 紫外线; 光氧老化; 老化机理Photooxidation Aging Mechanism of SBS Modified AsphaltBased on Infrared Spectra TechniqueWANG Shou -z hi 1,Z H U Guo -j un 2,XIA O Min 1,JI A J un -hong 1(1.T he Co nstruct ion and Administration Department of M iddle Part of Suizhou -yuey ang Expressway ,Suizhou 441300,China;2.Beijing Xinqiao T echnolog y Dev elopment L td,Beijing 100101,China)Abstract: F rom the exper iments of short-term aging (Rolling T est of Film Oxidation(RT FO ))and photoox idation aging of AH -70original asphalt and SBS P G76-22modified asphalt,this paper ex amined the effects of U V -lig ht on asphalt by us -ing F I -IR theory.T he variation rules of function g roup under the dua-l functions of U V -light and ox idation and the aging mechanism of modified asphalt from chemical aspect also was explored.Key words: F I -IR ; U V -light; photoox idation aging; ag ing mechanism 太阳光是一种连续光谱,当通过大气层被部分吸收后到达地球表面的紫外光谱的波长在290~400nm 范围内,这部分紫外辐射约占到达地面太阳总辐射的5%左右[1]。

SBS改性沥青机理分析与抗老化试验研究作者：***来源：《西部交通科技》2020年第07期摘要：文章通過红外分析、组分分析及DSC热分析阐述了SBS改性沥青的机理，分析了影响SBS改性沥青工程性能的主要因素，并通过抗老化试验研究了SBS改性沥青的劈裂强度与SBS改性剂用量之间存在的对应关系。

试验结果表明，当SBS改性剂用量在合理范围内时，可提高沥青结构的抗老化能力。

SBS;改性沥青;抗老化试验;改性剂0 引言随着我国经济的不断发展，基础交通领域的工程也在加速推进，高速公路的总通车里程在逐年增加，为各地区的建设提供了重要保障。

当前高速公路的路面多为沥青结构，这是由沥青特有的耐用性等工程特点所决定的。

然而，沥青路面经过长时间在环境中的暴露以及常年往复的车辆荷载作用后，会发生不同程度的开裂、结构破坏等问题，对沥青路面的使用寿命和行车安全性带来了一定影响。

通过对国内多条高速公路的沥青路面结构质量进行调研后可知，抗老化能力不足导致了高速公路沥青路面结构的一系列质量和安全问题。

因此，研究沥青结构机理和抗老化性能具有重要意义[1]。

1 SBS改性沥青机理分析1.1 SBS改性沥青制备制备过程中选用AS70#基质沥青，石灰岩作为集料，细石灰石粉作为矿粉，确保该型号基质沥青的各项参数满足制备工艺要求。

混合料级配如表1所示。

时间定为30min，SBS线型改性剂含量为5.0%[2]。

SBS改性沥青制备工艺流程如图1所示。

1.2 红外分析工程应用中通常使用红外吸收光谱来分析改性沥青的机理，包括沥青改性前后的物理和化学特性。

本试验中采用了波数为500～4000cm的红外吸收方案，通过率测定为120%以内，通过红外吸收光谱来分析沥青改性前后的物化机理。

沥青改性前后的红外吸收光谱对比如图2所示。

由图2可知，经过改性后的沥青比基质沥青多出两个吸收峰，分别在780.5cm和920.3cm 位置。

通过对该红外吸收光谱进行分析可知，920.3cm位置处于RCH=CH2中C-H键振动峰，而本次试验所用到的苯乙烯等改性剂中均含有RCH=CH2结构，而780.5cm位置的吸收峰属于苯环代替C-H键的振动峰。

POE对SBS改性沥青老化性能的影响王立志;李孝东;王承献;王鹏;赵景原;魏建明【摘要】为探求POE(乙烯/辛烯共聚物)改善SBS改性沥青老化性能的机理,通过沥青流变指标分析、荧光显微分析及红外光谱分析,对SBS改性沥青、POE/SBS复合改性沥青及其短期、长期老化后的残留物进行性能测试.结果表明,POE分子流动性能优良,掺入SBS改性沥青后,POE可与SBS共混相容,使SBS在基质沥青中分散更均匀、溶胀更充分,所形成相容体系延缓了SBS老化降解程度.【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2016(029)003【总页数】6页(P1-6)【关键词】POE;SBS;改性沥青;老化性能;相容体系【作者】王立志;李孝东;王承献;王鹏;赵景原;魏建明【作者单位】山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;山东建筑大学交通工程学院,山东济南250101;北京低碳清洁能源研究所,北京102211【正文语种】中文【中图分类】TE626.8+6SBS改性沥青路面由于拥有优良的高、低温性能及较好的经济效益，得到了各国道路建设者的认可，在道路建设领域使用广泛[1]。

但是在道路运营过程中，SBS改性沥青路面存在严重的老化现象。

老化会导致沥青路面变硬变脆，使路面使用寿命降低，给道路经营方造成巨大的经济损失，严重制约SBS改性沥青技术的推广。

SBS沥青路面老化需要从基质沥青和改性剂两个方面考虑。

从基质沥青的角度出发：路面铺筑过程中的热老化(短期老化)以及路面使用时在光、氧、紫外线等外界因素影响下发生的沥青路面硬化(长期老化)。

关于改性剂：因SBS共聚物嵌段中含有不饱和双键，在长期的外界环境因素影响下易发生断裂，导致SBS降解，使其改性作用丧失，沥青路面使用性能降低。

基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究对于不同的沥青材料，它们的老化行为是不一样的，因此研究它们的老化行为和机理是非常重要的。

在过去的几十年中，人们对沥青材料的老化行为和机理进行了大量研究，其中最突出的沥青材料是基质沥青和SBS改性沥青。

通过深入分析它们的老化行为和机理，可以更好地为工程中的道路建设、维护和改善提供建议和帮助。

基质沥青是一种无机混凝土，它是由泥沙和沥青拌制而成的，其机理主要与混凝土的破碎、应力和温度有关。

基质沥青可以由沥青和各种添加剂构成，如沥青砂、水泥、矿物石膏、抗冻剂等。

在温度变化、路面损坏和污染的作用下，基质沥青的稳定性可能会受到影响，有时会导致路面发生裂缝和更严重的破坏。

因此，研究基质沥青的老化行为和机理非常有必要。

SBS改性沥青是一种聚氨酯改性沥青，由SBS聚合物和沥青拌制而成，具有更高的抗老化性、抗水渗及抗冻性能，比传统的沥青更加环保。

它的老化行为主要与温度和污染有关。

当温度高于60℃时，开始出现变形和破裂，而当温度低于20℃时，混凝土的强度会提高，但表面的粗糙度会增加。

空气污染所造成的损伤也比较大，这可能会影响改性沥青的老化行为。

因此，研究SBS改性沥青的老化行为及其机理也是必要的。

过去，各种研究方法被用于研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理，其中最常用的是试验和模拟。

试验研究可以帮助识别沥青材料的老化行为和机理，从而为对沥青材料进行改进提供基础。

此外，数值模拟技术也被用于研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理，这可以帮助更好地理解沥青材料的老化机制，从而更好地预测它们的性能。

总之，基质沥青和SBS改性沥青的老化行为和机理是非常重要的，因为它们的性能对于工程道路的安全十分关键。

各种研究方法，包括试验和模拟，可以用来研究它们的老化行为及其机理，从而更好地控制路面工程的性能。

未来，研究者将继续深入研究基质沥青和SBS改性沥青的老化行为及其机理，以期为路面工程提供更好的功能和服务。

基于红外光谱技术的公路沥青结合料质量控制及老化机理研究基于红外光谱技术的公路沥青结合料质量控制及老化机理研究摘要：公路沥青结合料作为公路工程中重要的材料之一，其质量控制和老化机理的研究对公路的可靠性和使用寿命具有重要意义。

本文基于红外光谱技术，对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行研究。

我们收集了多个沥青结合料样本，并利用红外光谱仪对其进行了测试和分析。

通过比较分析不同样本之间的红外光谱，我们可以得出结论：通过红外光谱技术，我们可以检测和分析沥青结合料的成分和性质，从而实现对其质量的有效控制；同时，我们还可以研究沥青结合料的老化机理，为公路工程的设计和维修提供科学依据。

本研究对公路沥青结合料的质量控制和老化机理的研究具有重要的理论和实践意义。

关键词：公路沥青结合料；红外光谱技术；质量控制；老化机理1. 引言公路沥青结合料是公路工程中的重要材料之一，其质量直接影响到公路的使用寿命和可靠性。

因此，对公路沥青结合料的质量控制和老化机理进行深入研究具有重要意义。

红外光谱技术具有非破坏性、高效、快速等特点，被广泛应用于化学、材料等领域的分析和检测中。

本研究将运用红外光谱技术来研究公路沥青结合料的质量控制和老化机理，为公路工程提供科学依据。

2. 方法2.1 实验材料准备我们收集了多个不同来源的沥青结合料样本作为研究对象，并按照相关标准对其进行了试样制备和标定。

2.2 红外光谱测试和分析利用红外光谱仪对试样进行了测试。

通过红外光谱图的分析，我们可以获取到沥青结合料中各组分的信息，包括红外吸收峰的位置、强度和形态等。

同时，还可以通过红外光谱技术对沥青结合料的性质和老化程度进行评估。

3. 结果与讨论通过对不同来源的沥青结合料样本进行红外光谱测试和分析，我们获得了各样本的红外光谱图，并对比分析了它们之间的差异。

通过对红外光谱图中各吸收峰的分析，我们可以得出结论：红外光谱技术可以有效检测沥青结合料中的各组分，包括沥青本体成分、添加剂和掺杂物等，从而实现对沥青结合料质量的控制。

改性沥青SBS含量的红外光谱分析摘要：沥青是由多种化合物组成的混合物, 主要由碳、氢两种化学元素组成, 称碳氢化合物。

苯乙烯一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)或废旧轮胎胶粉等橡胶材料大量用于改善高等级沥青路面性能，为保证工程质量，准确测定改性沥青中橡胶的含量十分必要。

利用衰减全反射傅里叶变换红外光谱分析法(ATR—FTIR)对基质沥青、SBS改性沥青、胶粉改性沥青及其SBS／胶粉复合改性沥青进行分析，建立了改性沥青中SBS、胶粉含量的特征吸收峰强度的标准曲线，进而得到改性沥青中橡胶的含量。

结果表明，该方法可用于SBS、SBS／胶粉复合改性沥青中橡胶含量的测定。

关键词：SBS改性沥青；红外光谱法；SBS；胶粉引言SBS能显著改善沥青路面的抗车辙、抗开裂、抗老化性能，其中SBS的用量对沥青各方面的性能影响很大。

[1]利用透射红外光谱法，采用标准曲线法测定改性沥青中SBS的含量，即先对一系列已知SBS含量的改性沥青标准样品进行测试，建立标准曲线，在相同条件下，根据吸收峰面积，测定未知试样的SBS含量。

但该法受试样用量、样品涂抹的厚度、涂抹的均匀程度及溶剂的挥发程度影响，易造成试验误差。

利用ATR—FTIR，分别研究了改性沥青中SBS、胶粉、沥青基质的特征吸收峰，建立特征峰面积与含量的标准曲线，探索了一种测定改性沥青中SBS含量的方法。

1 试验1.1原材料。

牌号LG501，S／B质量比31／69。

胶粉：该公司耐磨胶粉材料，卡车轮胎全胎胶粉(30目)。

经热重分析胶粉成分：操作油10.4％、橡胶烃51．8％、炭黑30．1％、无机残留物7．7％。

沥青：70#基质沥青。

1.2 改性沥青的制备SBS改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到180℃、剪切30min，剪切的同时加人对应量的SBS，然后加入稳定剂搅拌发育，制得SBS改性沥青样品。

胶粉改性沥青：称取一定量的基质沥青，快速升温到190℃、剪切30 min，剪切的同时加入对应量的胶粉，然后加入稳定剂搅拌发育，制得胶粉改性沥青样品。

基质沥青和sbs改性沥青老化行为与机理研究近几年来，随着路面沥青施工技术的不断更新，基质沥青和SBS 改性沥青以其独特的性能成为施工沥青新宠。

然而，基质沥青和SBS 改性沥青的老化行为及机理研究仍然缺乏实证证据。

因此，本文的目的是探讨基质沥青和SBS改性沥青在施工和使用中的老化行为及其机理。

首先，本文讨论了基质沥青的老化行为和机理。

基质沥青的老化行为主要是由其物理特性，化学结构和化学反应这三个方面影响。

它的物理特性受温度、湿度、太阳照射等外界因素影响，使沥青改变其粘度，损失和回复柔韧性，改变沥青的弹性系数等；而化学结构主要是受到温度、湿度、太阳照射和空气中的污染物的影响，导致沥青重新改变其结构，使其老化；而化学反应则会导致沥青中添加剂和添加物与沥青之间的反应，从而使沥青老化和改变其力学性能和物理特性。

其次，本文还讨论了SBS改性沥青的老化行为和机理。

与基质沥青不同，SBS改性沥青老化行为主要受到添加剂和低分子量SBS共聚物的影响，以及SBS改性沥青施工和使用的时间的影响。

当SBS共聚物的游离硫和游离碳前体分子量变小时，它们会形成自由基，从而改变沥青的性能；当施工和使用的时间变久时，SBS共聚物中的添加剂会持续老化沥青，使沥青性能发生变化。

此外，外界环境也会影响改性沥青的老化行为，如极端气候、紫外线照射、水的溶解等。

最后，本文讨论了基质沥青和SBS改性沥青老化行为的测试方法，包括小样实验、游离碳前体和自由基的分析、原位环境测试、显微分析等。

综上所述，通过对基质沥青和SBS改性沥青老化行为和机理的研究，可以证明一个新的认识，即沥青老化行为和机理是极其复杂的系统，是由多种因素共同作用的结果。

此外，从研究结果来看，未来还需要从实际施工应用出发，进一步探究基质沥青和SBS改性沥青在施工和使用时间上的老化行为及其机理，以期更好地了解沥青在施工和使用中的性能变化，从而为沥青的施工提供有效的技术支持。

结论本文主要就基质沥青和SBS改性沥青老化行为及其机理进行了探讨，结果表明，基质沥青的老化行为主要是由物理特性、化学结构和化学反应三方面影响；而SBS改性沥青的老化行为主要由添加剂和低分子量SBS共聚物以及施工和使用时间等因素影响。

红外光谱法定量分析SBS改性沥青的方法研究李智;邵申申【摘要】SBS掺量是控制改性沥青质量、保证改性沥青路面路用性能的关键指标,现阶段迫切需要形成一种快速、高精度的量化检测方法.文中通过对基质沥青、SBS改性剂和SBS改性沥青红外光谱图的分析,得出966 cm-1是SBS结构中反式丁二烯的特征峰,可作为SBS定量检测的特征参数;1 377 cm-1是基质沥青特有的吸收峰,可作为标准使用;利用朗伯-比尔定律测量SBS改性沥青光谱图的特征峰,建立了A966/A1377评价指标,通过5种不同SBS掺量试验结果的线性回归分析,形成了SBS含量的检测方法,精度分析显示其相对误差较小,精确度可达1％以上.【期刊名称】《公路与汽运》【年(卷),期】2015(000)006【总页数】5页(P77-81)【关键词】公路;红外光谱;SBS改性沥青;吸光度比【作者】李智;邵申申【作者单位】华南理工大学土木与交通学院,广东广州 510640;华南理工大学土木与交通学院,广东广州 510640【正文语种】中文【中图分类】U416.217SBS改性沥青是基质沥青中加入聚合物改性剂SBS混合而成，因具有良好的高低温性能、耐久性、抗老化性能，在沥青路面中得到广泛应用。

相关研究表明，SBS改性沥青路面使用性能主要由SBS剂量决定。

因此，确保SBS改性沥青的质量，SBS用量控制是关键。

为测试SBS改性沥青中的SBS含量，BahiaH.U.、SoheeKim等以溶解-过滤方法来分析改性沥青的含量，但这仅适用于特定的改性沥青，不能普及；LoucksD.A.采用凝胶渗透色谱技术GPC分析了SBS含量，但是制备沥青方法的不同会导致测试结果的不同。

目前，国内外对红外光谱的研究基本触及物质分析和应用化学的各个领域。

为了获得一种快速、简单、精度相对较高的能满足工程质量控制的改性沥青剂量检测方法，该文运用红外光谱法，通过分析基质沥青、SBS和SBS改性沥青的红外光谱图，研究特征峰的吸光度与SBS改性剂量之间的关系，建立基于傅里叶变换红外光谱（FTIR）技术的SBS掺量检测方法。