资源描述
基质沥青,高温罐,反应釜,道维施胶体磨,发育罐,改性沥青,SBS改性沥青生产工艺简图,改性沥青的生产工艺,1.沥青的组成成分 2.SBS的构成成分及特性 3.相容剂的构成及作用 4.稳定剂的构成及作用 5.剪切磨的作用 6.影响改性沥青的性能主要因素： SBS用量 相容剂用量 稳定剂用量 反应温度,1.沥青的组成成分,沥青,饱和分,胶质,芳香分,沥青质,分子量1000，极性最强 核心物质-含量越大，软化点越高 针入度小，延性低,分子量500，极性较强 具有塑性和粘滞性，提高延度 胶溶剂 是沥青质在沥青胶体体系中 的分散剂,分散介质,分散介质,2.SBS的构成成分及特性,每个聚丁二烯链段（PB）的末端都连接一个聚苯乙烯链段（PS），整个体系中聚丁二烯段聚在一起形成软段，呈现橡胶的高弹性，聚苯乙烯段形成硬段，呈塑料的高强度,在苯乙烯为28%一32%的比率范围内,由于嵌段弹性体中聚苯乙烯内聚能密度较大,故其两端分别与其它聚苯乙烯聚集在一起,形成相畴为10一3Omn的球状物(称为微区)作为物理交联点分散在聚丁二烯的连续相中。 聚苯乙烯不仅起到固定弹性链段的物理交联作用,同时也产生一定的补强作用,阻止分子链的冷流,使SBS在常温下具有橡胶的特征,常温下靠物理交联形成网状结构获得橡胶的高弹性,SBS两相分离结构决定了它具有两个玻璃化转变温度,聚丁二烯段 一80,聚苯乙烯段 80,常温下,聚苯乙烯段处于玻璃态 在SBS中起物理交联和增强作用 产生高拉伸强度和高温下的抗拉伸能力,常温下,聚丁二烯段处于高弹态 为SBS提供高弹性、抗疲劳性能 和低温柔性,SBS和沥青的相容性,SBS,分子量100000 160时粘度为 10001000OOPaS 非极性物质,沥青,分子量1000 160时粘度为 0.1一0.P5aS 含较多的杂原子和一定数量的极性官能团,呈现一定的极性,分子结构、组成和性质上的差别造成SBS和沥青在热力学上不相容,SBS和沥青共混不能形成均相体系。 SBS和沥青的相容性也不是纯粹热力学意义上的相容,而是指SBS均匀、稳定地分散在沥青中,不发生分层、絮凝或分离的现象,基质沥青,高温罐,反应釜,道维施胶体磨,发育罐,改性沥青,SBS改性沥青生产工艺简图,相容剂的作用,1、相容剂能使SBS的结构发生变化,促进SBS更充分地溶胀, 增加其在沥青中的分散能力。（物理作用） 2.增加改性沥青的稳定性,同时又不影响改性沥青的性能,3.相容剂的构成及作用,相容剂的构成,石油馏分。 主要是：芳香分和饱和分,3.1.相容剂对SBS的影响及作用,SBS,聚丁二烯段,聚苯乙烯段,相容剂芳香分苯环,聚苯乙烯分子链段间的距离增大 降低聚苯乙烯分子链段间的作用力 减弱链段间相互运动的摩擦力 促使聚苯乙烯链段运动能力增强 微区的强度减弱 微区自身的运动加剧 促进SBS在沥青中分散更均匀,聚丁二烯连续相更加松散,增加SBS的表面积,SBS和沥青及稳定剂的接触机会增多。SBS更好地交联,相容剂饱和分,3.2.相容剂对沥青影响及作用,芳香分和胶质越多,饱和分较少,SBS的相容性好, 易制备稳定的改性沥青,3.3.相容剂的好坏判别,综合考虑饱和分和芳香分的作用,可用A/S值(芳香分/饱和分)来表示,相容剂AS/值越大,其对增加SBS和沥青的相容性效果越好,3.4.相容剂用量对改性沥青的影响,2%的相容剂后,改性沥青的离析软化点差降为5 相容剂用量为8%时,改性沥青的离析软化点差为2,3.5.相容剂对改性沥青的影响小结,SBS,聚丁二烯段,聚苯乙烯段,芳香分,饱和分,主要,沥青,改善相容性,相容剂,4.稳定剂的性能和作用,虽然相容剂能够促使SBS在沥青中分散更均匀,但相容剂和SBS 间仅仅是一种物理作用,相互间的作用力较弱,在长期储存过程中, SBS仍然有可能聚并,与沥青分离。加入稳定剂后可稳定SBS在沥 青中的分散,阻止SBS和沥青相分离,4.1稳定剂的作用,SBS,聚丁二烯段的双键活泼，自交联，产生空间网络结构,聚丁二烯段的双键或双键邻位的亚甲基非常活泼,在稳定剂的作用下,会与沥青中的杂原子及活性基团发生反应,使沥青接枝到SBS上,生成SBS一沥青接枝物,自交联,SBS一沥青接枝物,沥青,交联反应,部分胶质向沥青质转化，软化点升高,粘度增大,沥青有变硬的趋势,稳定剂,2.SBS的构成成分及特性,4.1 SBS一沥青接枝物工作原理,SBS,沥青,SBS一沥青接枝物,表面张力,体系的吉布斯自由能,4.2 稳定剂剂量的影响,当稳定剂用量25OC,样品不稳定;当稳定剂用量0.8%时,改性沥青的离析软化点差3OC,样品稳定,4.1稳定剂的作用,SBS,形成的空间网络结构更完善、更稳定,生成的SBS沥青接枝物更多,降低SBS相和沥青相界面张力的程度更大,体系的吉布斯自由能降低更多,形成稳定体系的趋势增强,自交联,SBS一沥青接枝物,稳定剂增加,4.2稳定剂和相容剂的相互作用,SBS,芳香分融于聚苯乙烯（物理作用,1.聚丁二烯段的双键自交联形成网络空间。（物理作用） 2.聚丁二烯段的双键或双键邻位的亚甲基非常活泼，与沥青生成SBS一沥青接枝物（活性剂）（化学作用,相容剂,稳定剂,稳定剂用量为0.4%时,相容剂用量毛4%的改性沥青离析软化点差为30,样品不稳定。稳定剂用量为0.8%时,相容剂用量在2%8%改性沥青的离析软化点差蕊5,样品稳定,SBS,溶胀聚苯乙烯微区,使整个SBS分子充分溶胀,强度降低,伸展程度增大,可用于化学反应的空间位置增多,SBS交联反应比较容易进行,形成稳定发达的空间网络结构,将沥青包裹在其中,相容剂稳定剂的相互作用原理,SBS和沥青的接枝反应也较容易进行,更大程度的降低界面张力的程度更大等,由改性沥青稳定机理模型可知,SBS吸收相容剂和沥青中轻组 分而溶胀,在高温剪切作用下被分散到沥青中,在稳定剂作用下形 成交联网状结构,沥青被包裹在网络中,网络结构的稳定性决定了 改性沥青的稳定性。当SBS在沥青中分散均匀,形成稳定的空间网络结构,不发生絮凝和分层,分散状态不随时间而变化时,改性沥青就稳定;否则,改性沥青不稳定,相容剂较少）不稳定的改性沥青溶胀、分散、稳定,相容剂合适）稳定的改性沥青溶胀、分散、稳定,SBS在沥青中的分散状态,溶胀的SBS和胶质、沥青质混合物在沥青中的分散状态决定了SBS一沥青混合体系的稳定性。当溶胀的在沥青中呈团絮状分散时,改性沥青体系不稳定;当溶胀的SBS在沥青中形成发达的空间网络结构时,改性沥青体系稳定,SBS的用量影响,SBS用量毛4%时,改性沥青离析软化点差2,离析粘度比在0.9一1.1之间,样品稳定性好。SBS用量为6%时,改性沥青离析软化点差升为3.6,离析粘度比升为1.5,样品稳定性下降。BSS用量为8时,改性沥青离析软化点差为26,离析粘度比为10.5,样品不稳定,因为SBS用量增加,需要更多的相容剂和沥青轻组分才能溶胀,在SBS用量增加的同时沥青用量减少,体系中轻组分也减少,相容剂用量又不变,故SBS溶胀程度随用量增加而降低。 SBS用量毛4%时,SBS溶胀充分,改性沥青的稳定性好;SBS用量增至6%时,SBS的溶胀程度下降,改性沥青的稳定性变差;SBS用量达到8%时,SBS不能充分溶胀,在此试验条件下不能制得稳定的改性沥青
展开阅读全文