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2012年8月石油沥青PETROLEUMASPHALT第26卷第4期

利用石油沥青红外光谱图谱特征测定沥青的方法研究

李炜光,2,段炎红,颜录科,2,孙增智1,2

(1.长安大学材料科学与工程学院，西安710061;

2.交通铺面材料教育部工程中心，西安710064)

摘要：提出一种利用沥青红外光谱图测定石油沥青的方法，选用天然沥青、煤沥青、石油沥青3类、6个标号、8个品牌、16个试样进行红外光谱测试，得到红外光谱曲线并分析其图谱特征。结果表明：天然沥青和煤沥青的红外光谱图与石油沥青存在显著差异；不同品牌标号的石油沥青红外图谱存在五处明显公共红外特征吸收峰。因此，可利用石油沥青红外图谱吸收峰的共性测定未知沥青样品是否为石油沥青。

关键词：石油沥青红外光谱特征峰测定方法

道路建设中最常用的沥青材料是石油沥青和煤沥青。其中，石油沥青具有优良的可塑性和粘结性，资源丰富，价格低廉，用作道路铺装材料有着悠久的历史1]。随着高速公路的发展，石油沥青的使用量也越来越大。由于沥青组成的复杂，对所使用沥青进行分析是目前比较困难的工作。红外光谱分析是有机化合物结构鉴定中的一个重要手段，在研究聚合物化学结构分析研究中具有适用范围广[2,3]、提供结构成分的信息丰富、仪器使用维护方便等特点，在高聚合物结构中被广泛应用[4,5]。红外光谱是指以波长或波数为横坐标，以强度或其他随波长变化的性质为纵坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱图6]。近十几年来，红外光谱在沥青化学结构分析中受到了一定程度的关注，成为最常用的微观分析方法之一。现有研究及应用表明，红外光谱技术对沥青的分析是有效的。但近年来，红外光谱主要用于沥青和改性沥青的老化研究，因沥青化学构成复杂，组分含量不同，有关基质沥青的红外光谱谱图资料甚少，有待进一步探索和研究1。针对上述现有技术中存在的缺陷或不足，本研究选取天然沥青、煤沥青及不同品种标号的

石油沥青进行红外光谱分析，得到其红外光谱谱

图，试图提供一种利用沥青红外图谱测定石油沥

青的方法。

1试验研究1.1原材料

溶剂CS?,KBr液体池，不同品牌标号的沥青。所用沥青资料如表1。

表1选用沥青资料

沥青类型

标号

产地

石油沥青

70号90号

韩国SK、克拉玛依、中海36韩国SK、埃索、壳牌、盘锦、新疆、塔河、中海36

天然沥青

110号120号130号160号

盘锦

盘锦

西藏天池西藏天池

湖沥青(千里达沥青)、岩石沥青(北美硬沥青)

煤沥青

90号

收稿日期：2012-03-21。

作者简介：李炜光(1971-)男，山西黎城人，博士，教授，2007年长安大学博士毕业，材料科学与工程学院，从事道路工程和道路新材料的研究。

项目来源：新世纪教育部优秀人才计划(NCET-08-0750);吉林省交通厅交通科技项目(2009-1-6)。

10石油沥青2012年第26卷

1.2试样制备与测试

将所选沥青配制成5%的沥青溶液，并进行红外光谱测试，具体步骤为：1)将洗干净的具塞三角瓶在烘箱内120℃下20min烘干，冷却至室温。2)称取熔化好的沥青样品1g,称取时精确至小数点后第四位，将未知沥青样品在烘干后的具塞三角瓶中用CS?溶解，配制成浓度为5%的沥青溶液。3)用数显移液器将质量浓度为5%的沥青溶液注满厚度为0.1mm的KBr液体池，在4000cm?1~500cm-1范围内进行扫描，测定其红外光谱，得到沥青溶液的红外光谱图。4)测定完毕，用CS?将液体池充分洗净，用红外灯将液体池烤干备用，依次测试其余样品。

2试验结果及分析

2.1沥青样品红外光谱图谱

试验测得的各种沥青样品红外光谱曲线如图1至图16所示。

透

透光深，光

波数/cm

图1埃索-90红外光谱曲线

透光泽，

透光泽，心

波数/cm1

图2韩国SK-90红外光谱曲线

透光率,%

透光率,%

波数/cm

图3壳牌-90红外光谱曲线

透光率,%

透光率,%

波数/cm

图4盘锦-90红外光谱曲线

透光率,%

透光率,%

波数/cm

图5新疆塔河90B红外光谱曲线

透光率,%

透