白炭黑改性沥青及其混合料的路用性能研究
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白炭黑表面接枝改性及其在橡胶中的应用白炭黑经过表面改性之后应用于橡胶中,可以取得良好的补强效果。
除了补强之外,延长制品使用寿命防止其因老化而丧失使用价值是橡胶工业研究的另一主题。
本文制备出表面接枝防老剂的白炭黑,以解决传统橡胶配方中白炭黑与橡胶相容性差、防老剂易挥发及抽提等问题,并考察其对丁苯橡胶(SBR)及天然橡胶(NR)补强及防老性能的影响。
首先采用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(A187)与对氨基二苯胺(PPDA)反应,制备防老偶联剂,并用~1H-NMR、HPLC-MS、FTIR对其结构进行表征。
然后将所得产物与白炭黑反应制备表面接枝防老剂的白炭黑,采用FTIR、XPS、TG 及TEM对其进行表征。
结果表明,改性后白炭黑表面成功接枝了防老偶联剂,表面吸附水明显减少,并且随着防老偶联剂用量的增加白炭黑表面接枝密度呈现出先迅速增大后逐渐保持平缓的趋势。
将所得表面接枝防老剂改性白炭黑用于补强SBR,考察其对SBR补强及防老性能的影响。
研究发现当改性白炭黑用量为50份时,胶料的加工性能及力学性能均较佳。
将其与相应的含50份炭黑、未改性白炭黑、Si69及A187改性白炭黑胶料进行对比,RPA分析表明,防老偶联剂改性白炭黑胶料转矩下降,正硫化时间明显缩短,并且Payne效应减小,与基体相容性提高,分散性得到明显改善。
硫化胶的力学性能随着防老偶联剂用量的增大逐渐提高,并最终达到与炭黑及Si69改性白炭黑硫化胶同等水平;A187改性白炭黑硫化胶力学性能略差。
与炭黑硫化胶相比,改性白炭黑硫化胶具有更好的动态性能,即低温下滞后损耗更大而高温下滞后损耗更小。
热氧及湿热老化实验表明,改性白炭黑硫化胶比添加防老剂4020的硫化胶更加稳定,其老化后拉伸强度、拉断伸长率均优于对比硫化胶;但是改性白炭黑硫化胶的耐臭氧老化性能较差。
TGA与甲苯抽提实验证明,改性白炭黑胶料中的防老剂不挥发、耐抽提。
在NR胶料中,RPA分析表明表面接枝防老剂的改性白炭黑补强胶料转矩下降,正硫化时间远短于未改性及Si69改性白炭黑胶料而与炭黑胶料相当,填料网络化程度降低,分散性优异且结合胶含量高于炭黑胶料及Si69改性白炭黑胶料。
白炭黑的用途及作用在混凝土里的混凝土是一种常见的建筑材料,广泛应用于建筑、道路等领域。
为了进一步提升混凝土的性能,科研人员发现在混凝土中添加白炭黑能够改善混凝土的力学性能及耐久性。
本文将介绍白炭黑的用途及其在混凝土中的作用。
白炭黑的用途白炭黑是一种无定型的气固体材料,具有良好的分散性和高比表面积。
因此,白炭黑在许多领域有着广泛的用途。
首先,白炭黑常被用作增白剂,添加在橡胶制品、塑料制品等中,以提高产品的光泽度和白度。
此外,白炭黑还可以用作油墨的稀释剂和增稠剂,能够改善印刷品的印刷效果和涂料的流动性。
此外,白炭黑还可以用作催化剂和催化剂载体,广泛应用于化工、制药等领域。
在混凝土中的作用白炭黑在混凝土中的添加主要有以下几个作用:1. 提高混凝土的力学性能白炭黑具有良好的增强效果,可以显著提高混凝土的抗压强度、抗弯强度和抗渗性能。
其细小的颗粒能够填充混凝土中的微细孔隙,增加混凝土的紧密性和密实性,从而提高混凝土的力学性能。
此外,白炭黑还能够改善混凝土的断裂韧性,增加其抗裂能力,有效延缓混凝土的龟裂和破坏。
2. 改善混凝土的耐久性白炭黑在混凝土中的添加可以有效改善混凝土的防水性能和耐久性。
混凝土中的微细孔隙是导致水分和气体进入混凝土内部的主要通道,进而导致混凝土的开裂和损伤。
白炭黑的添加能够填充这些微细孔隙,阻止水分和气体的渗透,从而提高混凝土的防水性能和耐久性。
3. 提高混凝土的稳定性白炭黑的添加还可以提高混凝土的稳定性。
在混凝土中形成的颗粒间的摩擦力和内聚力可以有效增强混凝土的抵抗变形和承载能力,使其更加稳定。
此外,白炭黑具有很强的吸附性能,能够吸附混凝土中的有害离子,如氯离子和硫酸盐离子,从而减少其对混凝土的侵蚀和腐蚀,提高混凝土的抗化学侵蚀性能。
4. 降低混凝土的热收缩混凝土在固化过程中会发生热收缩,这会导致混凝土的开裂和变形。
白炭黑的添加能够有效减缓混凝土的热收缩速率,降低混凝土的开裂倾向,提高混凝土的整体稳定性。
油页岩残渣制备白炭黑及改性研究的开题报告开题报告一、研究背景及意义白炭黑是一种重要的工业原材料,在橡胶、塑料、印刷墨等行业有广泛应用。
传统白炭黑的制备工艺需要高温条件下对碳黑进行氧化、硫化等处理,但是这些过程需要较高的能耗、环境污染较严重,且成本较高。
因此,研究一种新型的制备白炭黑的方法具有高度的研究价值和工业应用前景。
油页岩是一种含有丰富有机质的沉积岩,采用催化裂解及其它技术,可以将其中的有机质转化为高附加值的化学品。
同时,油页岩在热解过程中也会产生一定量的残渣。
将油页岩残渣用于制备白炭黑,不仅可以实现废弃物资源化利用,也可以降低白炭黑制备过程的成本。
因此,本研究旨在探究通过油页岩残渣制备白炭黑的方法,并对其进行改性,以提高其吸附性能、分散性等方面的性能,为制备高性能白炭黑提供一种新的途径。
二、研究内容及方案1. 油页岩残渣的制备通过催化裂解等技术,将油页岩中的有机质转化为化学品,同时产生一定量的残渣。
本研究将从油页岩提取残渣,经过物理处理后进行白炭黑制备。
2. 白炭黑的制备及性能表征利用热处理、酸洗等方法制备油页岩残渣白炭黑,并通过扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段对其形态、结构等性能进行表征。
3. 白炭黑改性及性能测试采用表面改性、功能化等方法对油页岩残渣白炭黑进行改性,并利用比表面积仪、元素分析仪、红外光谱等手段对其吸附性能、分散性等进行测试,进而探究其改性效果。
三、研究计划及进度安排1. 预研阶段:收集相关文献,了解白炭黑的制备及应用现状,确定本研究的关键技术及方案,预计时间:1个月。
2. 油页岩残渣的制备阶段:收集油页岩样品并进行催化裂解试验,提取残渣并进行物理处理,预计时间:3个月。
3. 白炭黑制备及性能表征阶段:进行白炭黑的制备与表征,探究制备条件对其形态、结构等性能的影响,预计时间:4个月。
4. 白炭黑改性及性能测试阶段:对白炭黑进行功能化改性,并测试其吸附性能、分散性等性能,预计时间:4个月。
sasobit温拌改性沥青及其混合料性能研究的开题报告一、选题背景与意义沥青混合料是现代公路建设中重要的道路材料之一。
随着交通运输行业的发展,沥青混合料对性能要求也越来越高。
而传统的沥青混合料存在着自然老化、低温脆性等问题。
为解决这些问题,人们研发了一系列改性沥青,在其中sasobit温拌改性沥青引起了广泛关注。
sasobit温拌改性沥青有着优异的性能,能够降低温度、降低粘度、提高柔性和减少老化。
二、研究目的本研究旨在深入探究sasobit温拌改性沥青的性能特点,研究其与传统沥青在工程应用中的差异,并进一步探讨sasobit温拌改性沥青与其他改性沥青的混合效果,为沥青混合料性能研究提供参考。
三、研究内容(1) sasobit温拌改性沥青的制备方法研究;(2) sasobit温拌改性沥青的物理性质、化学性质分析;(3) sasobit温拌改性沥青与传统沥青性能的对比研究;(4) sasobit温拌改性沥青与其他改性沥青的混合效果研究;(5) 沥青混合料的常规性能、稳定性及耐久性等性能指标测试。
四、研究方法本研究将采用实验室制备sasobit温拌改性沥青,通过物理测试、化学测试、动态稳定度测试、枯萎点测试和FTIR分析等手段研究其物理化学性质;应用旋转粘度仪、动态剪切流变仪等测试设备,对比分析sasobit温拌改性沥青与传统沥青抗剪强度、黏度、抗老化性等性能指标;在此基础上,考虑到各种改性沥青之间的混合效果,本研究将进一步研究sasobit温拌改性沥青与其他改性沥青的混合效果。
五、研究预期成果(1) 掌握sasobit温拌改性沥青的制备方法;(2) 全面分析sasobit温拌改性沥青的物理化学性质;(3) 深入分析sasobit温拌改性沥青与传统沥青的性能差异;(4) 探究sasobit温拌改性沥青与其他改性沥青的混合效果;(5) 提供沥青混合料常规性能、稳定性及耐久性等性能指标测试数据,为改善沥青混合料性能提供参考。
Sasobit改性沥青及混合料性能分析发布时间:2009-07-17兰建丽,梁斌,郭莉山西省交通科学研究院摘要:对Sasobit改性沥青及混合料进行技术性能指标测定,对低温成型的沥青混合料试件进行路用性能验证,试验结果表明,Sasobit改性剂添加工艺简单,和沥青有很好的相容性;Sasobit改性剂能显著改善沥青路面的抗车辙性能,而且可以显著降低沥青路面的施工温度,改善了施工环境条件,与其它抗车辙改性剂相比具有显著的优势。
关键词:Sasobit;改性沥青;混合料针对我省在气温较低时沥青混凝土路面往往难以压实,本文对Sasobit改性沥青的各项性能进行了分析,并通过室内试验验证了该改性剂的优点。
1 改性沥青1.1改性沥青材料基质沥青为壳牌70号道路石油沥青。
改性剂采用由SASOL-WAX公司于1997年德国研发部门开发的新型的聚烃类沥青改性剂Sasobit,采用tischer-Tropsch工艺从煤气化生产中的产品,该产品为白色固体,呈粒状,粒径在2.36~4.75 mm之间,滴溶点约为115 ℃,在高于其熔点的温度下,可方便而稳定的熔解于沥青之中。
以下试验采用掺量为3%、5%的Sasobit添加剂进行改性沥青的各项常规试验对比。
1.2 Sasobit改性沥青的制备方法及其技术性能指标将Sasobit按外掺(沥青质量百分率)法加入140℃左右的基质沥青中,搅拌30-60min(取40min)制备成改性沥青。
试验结果见表1.表1 基质沥青与改性沥青性能试验检测项目基质沥青基质+3.0% Sasobit 基质+5.0% Sasobit25 ℃针入度/0.1 mm 65.2 38.9 35.910 ℃延度/cm 43.4 8.9 4.6软化点/℃47.8 74.0 90.0动力黏度60 ℃/Pa·s 234 1160 —运动黏度135 ℃/mm·s-2500 388 341布氏黏度/Pa·s 0.38 0.33 0.29TFOT后针入度比/% 56.8 67.5 68.3TFOT后5 ℃延度/cm 0.2 0.2 0.1TFOT后10 ℃延度/cm 3.1 0.5 0.4由表1可见,沥青的针入度随Sasobit掺量的增加而急速减小,沥青的软化点随着掺量的增加而显著提高。