异氰酸酯改性沥青的制备及性能研究-食品科学专业论文.docx

目录目录.绪论11.1 沥青与改性沥青概述11.1.1 沥青11.1.2 改性沥青21.1.3 改性剂的种类及影响21.2 研究背景41.2.1 聚合物改性沥青41.2.2 异氰酸酯改性沥青61.2.3 无机纳米颗粒71.2.4 纳米材料应用于沥青改性的历史与发展81.3 课题内容和研究意义11.改性沥青的制备及检测132.1 实验材料132.1.1 基质沥青132.1.2 改性剂132.2 改性沥青的制备132.2.1 异氰酸酯改性沥青的制备132.2.3 添加无机纳米材料的异氰酸酯改性沥青的制备142.3 改性沥青的检测与表征142.3.1 改性沥青的三大指标及步骤142.3.2 荧光显微镜152.3.3扫描电镜（SEM）152.3.4热示重(TG) 152.3.5傅里叶红外光谱(FTIR) 163.实验结果与讨论173.1 物理性能173.1.1 异氰酸酯改性沥青的三大指标173.2.2 纳米材料改性沥青的三大指标193.2 微观形态测试分析223.2.1 异氰酸酯改性沥青的荧光显微镜测试223.2.2 纳米材料改性沥青的荧光显微镜测试233.3 表面形貌测试与分析253.3.1异氰酸酯改性沥青的SEM测试253.3.2纳米材料改性沥青的SEM测试263.4 热稳定性分析283.4.1异氰酸酯改性沥青的TG测试283.4.2纳米材料改性沥青的TG测试293.5 改性机理分析303.5.1异氰酸酯改性沥青的FTIR测试303.5.2纳米材料改性沥青的FTIR测试314.结论331西安理工大学硕士学位论文致谢35参考文献37附录412绪论1.绪论1.1沥青与改性沥青概述沥青沥青是从原油中蒸馏出来的一种黑褐色到黑色的物质，一直以来都是重要的路用建筑材料。很多专家学者都把沥青看做是一种界面物质，形成过程是油脂树脂包裹沥青质，或是后者胶团溶解或分散在前者其中，因此沥青具有胶体特征。但是，因为提取沥青的原油不同和锤炼过程及沥青的使用过程中环境的不同与天气的多变复杂性而导致的老化，因此沥青的化学成分也没有人可以准确定义[1-2]。对沥青组分的划分和分离分析方法的研究，使世界上很多专家学者对此产生了兴趣，近一个世纪以来，关于沥青组分的研究工作从未停止，一些研究者提出过很多不同的方法，比如德国的J.Marcusson法，美国的R.L.Hubbard和F.S.Rostler法，加拿大的O.P.Strausz法，其实以上这些沥青组分分析方法主要是利用分子蒸馏法、分离沉淀法、吸附法、色谱法[3]。经过多年的研究和演变，逐步发展成现在通常使用的SARAS四组分分析法。通常认为沥青由两个组分组成，沥青质和树脂，后者则是进一步细分为饱和烃，芳香烃和胶质[4-5]。其他专家的一些研究表明沥青是由碳氢化合物及有机酸，脂肪与芳香族化合物，还有碱及含有碳、氮、氧、硫的环装组分组成的混合物，在低温下呈固态，在温度稍微提高后会变为粘稠状物质，当温度达到100 ℃以上，便会呈流体。沥青的化学成分的示意图如图1-1。沥青的性能取决于它的浓度和沥青质及树脂的一些化学性质，因而，其中的任何一个组分有变化就会对其各方面性能产生强烈影响[6]。图1-1沥青化学成分的示意图[7]Figure1-1Schematicdiagramofasphaltchemicalcomposition1西安理工大学硕士学位论文改性沥青抗渗性，延展性，粘弹性，耐候性等性质是截止目前已经发现的沥青所特有的性质，随着研究的深入，研究人员对沥青的其他性质也在逐渐加重研究力度。石油沥青是公路建设所用沥青的最主要的类型，其它还有天然沥青、沥青矿、焦性沥青、煤焦油沥青、页岩焦油沥青、木质焦油沥青等。石油沥青进一步可分为直馏沥青、氧化沥青、乳化石油沥青、液体石油沥青等，然而不论何种沥青，都具有较低的分子量并且其分布交宽，因为沥青是一种粘弹性材料，在低温下脆性增加，使用中出现地面开裂的情况，而高温下粘度降低，使地面发粘流淌，在长期紫外线照射下，还容易老化[8]。随着现在城市中车流量的不断增大，使用普通石油沥青铺设的道路出现了各种问题，于是人们开始研究如何克服这些缺点，首先被采用的方法即加入聚合物对基质沥青进行改性，改性沥青应运而生。改性沥青是指为了使沥青的温度敏感性降低，在使用运输时不容易发生相分离，因此在沥青中添加聚合物或其他填料来改善基质沥青的缺点，通过以上方法制得的混合物就叫做改性沥青[9-10]。沥青改性的方法很多，例如物理法，对沥青进行蒸馏分离结构重组，化学法，通过对沥青进行分解或加成等化学引入其他基团等，还有物理化学方法[11]。以上方法虽然很好，但是成本较大，且操作方法复杂，因此一般情况都使用加入添加剂的方法对沥青改性，这种方法比较简便，也是目前使用比较多