SBS改性效果对基质沥青的依赖关系.docxVIP

SBS改性效果对基质沥青的依赖关系

1实验部分

1.1实验原理

SBS的改性机理沥青改性是一个物理共混过程[3]。与沥青具有良好相容性的大分子聚合物加入沥青中后，通过溶胀与吸附可使沥青的组分构成发生一定的变化。当SBS分散到基质沥青中时，原来的胶体结构平衡被破坏，SBS吸附沥青中的芳烃和胶质，并发生溶胀现象，建立新的胶体结构体系，在沥青中形成弹性的网络结构，这种网络结构具有理想的弹性、塑性和延伸性，使沥青的性能得到全面改善。

改性沥青的相容性相容性是改性沥青技术的重要因素。从热力学含义讲，相容性是指两种或两种以上的物质按任意比例能形成均相物质的能力，它可以用溶解度差来判断；而物理上的含义是指两种物质混溶以后形成一个稳定的体系，不发生分离或相分离，聚合物均匀地分布于沥青当中。由于沥青与聚合物存在着分子量、化学结构上的差异，因而属于热力学不相容体系。Sammaccarrone[4]认为聚合物在沥青-聚合物体系中的理想状态是细分布而不是完全互溶，所以对聚合物改性沥青来讲达到物理意义上的相容是很有必要的。日本JSR合成橡胶株式会社提出参数Ic[5]=（沥青质+饱和分）/（芳香分+胶质）来评价改性沥青的相容性。一般认为Ic小，则沥青与SBS相容性好[6]，改性效果越明显。

1.2实验内容

1.2.1同一种基质沥青与SBS改性沥青的依赖关系

用沙中减渣经调合后制得符合GB/T15180-94AH-110标准的沥青为基质沥青,分别向其中加入不同量的SBS，测定软化点、针入度（25℃）、延度（5℃）、粘度（60℃）以及薄膜烘箱试验后粘度（60℃），计算各自的老化指数，老化指数是薄膜烘箱后60℃粘度与薄膜烘箱前60℃粘度之比[7]。

1.2.2SBS改性沥青对不同基质沥青的依赖关系

众多研究表明，SBS对不同组成的基质沥青的改性效果有很大的差别。本试验用沙中减渣和辽河减渣以及两种减渣以3:7、7:3比例调配得到的共四种减渣，为了更有比较意义，分别用适量的调合油调出全都符合AH-110的高等级道路沥青，再分别以相同的工艺向四种基质沥青中加入2%、4%的SBS对其改性，测定软化点、针入度、延度和薄膜烘箱前后的粘度，计算各自的老化指数。

2结果与讨论

2.1同一种基质沥青与SBS改性沥青的依赖关系

图2.1给出了针入度和软化点随SBS含量的变化曲线，由图中可以看出随着SBS含量的增加，改性沥青的针入度降低，软化点升高。这是由于加入到沥青中的SBS吸收了沥青中的油分（饱和分和芳香分），并且在沥青中形成网状结构，从而增强了沥青的韧性和耐高温性能，使沥青的针入度降低，软化点升高。并且从软化点曲线可以看出当SBS含量大于3%时，软化点上升速度明显加快，这表明SBS含量大于3%后，SBS对基质沥青的改性效果明显提高。

图2.2是延度（5℃）随SBS含量变化曲线，由图可以看出改性沥青的低温延度随SBS的加入显著增加，当加入1%的SBS时，延度便增加了100%。这是因为SBS加入基质沥青后，所形成的网状结构的网格之间强烈互相作用限制了沥青质点间的位移和沥青胶体流动性，提高了沥青的内聚力和柔韧性所致。低温延度是反映沥青低温抗裂性能的指标，SBS对延度的提高表明SBS可以增强沥青的低温抗裂性能。同时也可以看出，随SBS的加入，改性沥青的5℃延度呈平稳增加，并没有显著增加的区间。

图2.1针入度和软化点随SBS含量的变化图2.2延度随SBS含量的变化

图2.3是粘度随SBS含量的变化曲线。由图可以看出，随SBS的加入，改性沥青的粘度呈上升趋势。这是因为当SBS加入基质沥青后，吸收了沥青中的油分使沥青相中沥青质含量相对增加，沥青质是影响沥青粘度的一个主要因素；再加上SBS形成网状结构，这两者共同作用使得沥青粘度增加。由图还可看出当SBS含量小于3%时，沥青粘度变化缓慢，但当SBS含量大于3%时上升速度变的极快，当SBS含量加至6％时，便从3％时的160Pas升至850Pas。可见SBS量大于3%后，改性沥青中的SBS网状结构明显增强，从而使SBS对基质沥青的改性效果更加明显。软化点的变化曲线同样证明了这一点。

图2.3粘度随SBS含量的变化图2.4老化指数SBS含量的变化

图2.4是老化指数随SBS含量的变化曲线。老化指数是反映沥青抗老化性能的指标，老化指数越小表明沥青的老化速度越小，抗老化性能越好。由图可以看出随SBS的加入，改性沥青的老化指数呈下降趋势。并且在小于3％时下降很快，但以后下降速度变缓，而在大于5％后又有一个明显下降的趋势,这是因为当SBS加入后，吸收了沥青中的油分，从而使改性沥青中的沥青相中的轻沥青质组分含量减少，根据沥青老化的理论[8]，生