SBS改性沥青共42页文档课件.ppt
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1、平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !讲解内容讲解内容SBS介绍SBS改性沥青介绍SBS改性沥青应用前景平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !一一 SBS介绍介绍l 基本性质:基本性质: 物理性质:物理性质: 外观:为白色疏松柱状固体外观:为白色疏松柱状固体。相对相对分子质量:线型分子质量:线型SBS平均相对分子质量平均相对分子质量8万万12万,星型万,星型SBS平均相对分子质量平均相对分子质量14万万30万万 。相对密度:相对密度:0.920.95 。溶解溶解性:性:SBS溶于环己烷、甲苯、苯、甲乙酮、溶于环己烷、甲苯、苯、甲乙酮、醋酸乙酯、二氯乙烷,不溶于水、乙醇、醋酸乙酯、二氯乙烷,不溶于水、乙
2、醇、溶剂汽油等溶剂汽油等。化学性质:化学性质:SBS的相对分子质量对性能有很大的相对分子质量对性能有很大影响,相对分子质量大,溶液黏度大,粘影响,相对分子质量大,溶液黏度大,粘接强度高。产品中的单体组成比很重要,接强度高。产品中的单体组成比很重要,随着苯乙烯与丁二烯之比随着苯乙烯与丁二烯之比S/B增大,聚合增大,聚合物溶液黏度变小,拉伸强度和硬度增加。物溶液黏度变小,拉伸强度和硬度增加。 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !一一 SBS介绍介绍l 性能:性能:具有优良的拉伸强度、弹性和电性能,具有优良的拉伸强度、弹性和电性能,永久变形小,屈挠和回弹性好,表面摩擦永久变形小,屈挠和回弹性好,表面摩
3、擦大大。 耐臭氧、氧,紫外线照射性能与丁耐臭氧、氧,紫外线照射性能与丁苯橡胶类似。透气性优异。苯橡胶类似。透气性优异。 由于主链含有的双键使由于主链含有的双键使SBS耐耐老化较差,在高温空气的氧化条件下,丁老化较差,在高温空气的氧化条件下,丁二烯嵌段会发生交联,从而使硬度和黏度二烯嵌段会发生交联,从而使硬度和黏度增加增加 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青定义:定义:基质沥青为原料,加入一定比例的SBS改性剂,通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中,形成SBS共混材料,利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改
4、性沥青改性沥青 特性:特性: 1.温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力 2.有较好的抗车辙能力,其弹性和韧性好 3.提高了路面的抗疲劳能力,特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力,可减少路面的永久变形 4.粘结能力特别强,能明显改善路面遇水后的抗拉能力,并极大地改善了沥青的水稳定性 5.提高了路面的抗滑能力 6.增强了路面的承载能力 7.减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象 8.减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青SBS改性沥青的生产:改性沥青的生产:溶胀溶胀剪切发育平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !生产工
5、艺流程生产工艺流程基质沥青基质沥青低温沥青罐(110-140)高温沥青罐(170-175)改性沥青A罐胶体磨循环炼磨改性沥青成品与集料结合脱桶初步溶胀充分发育AA B-B C-C改性剂SBS强烈分三阶段试配给量平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !工艺流程平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !设备平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青SBS改性沥青机理:改性沥青机理:沥青改性是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。 改性沥青相容体系的稳定性有两个含义,一个是体系的物理稳定性,即在热储存过程中聚合物颗粒与沥青相不发生分离或离析;另一个是化学稳定性,即在热储存过程中
6、随时间的增加改性沥青的性能不能有明显的变化。改性沥青的相容性和稳定性,都需要通过基质沥青和聚合物间配伍性研究及加入适宜的助剂实现。 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青改性机理改性机理沥青与聚合物混合形成相容体系,改善了沥青的使用性能。根据沥青的改性原理,不论是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后分布在沥青中,还是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后形成连续相,沥青重组分分布在聚合物相中,都是因为聚合物的存在改善了沥青的高、低温性能,并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性,因此,聚合物吸附沥青中的油分形成连续的网状结构,是最大限度发挥聚合物改性作用的关键。 平生不做皱眉事 世上应
7、无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青改性机理:改性机理:改性沥青网状结构形成的一种说法是聚合物吸附、溶胀、发生相转化的过程。在聚丙烯改性沥青过程中,高温下的聚合物吸附沥青中的油分,并溶胀体积扩大,链扩展,当聚合物的量达到一定值时,溶胀后聚合物的体积达到连续相所需要的体积时,体系发生相转化,聚合物由分散相转化为连续相,沥青球形颗粒分布在聚合物连续相中。 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青改性机理:改性沥青网状结构的形成的第二种说法是聚合物缠绕沥青第二结构的过程。这一说法的前提是基质沥青第二结构的存在。这种说法认为,基质沥青中缩合度较强的芳香环具有带正电荷和负电荷的
8、极性部分,这种分子的存在使得基质沥青体系具有了像蛋白质、尼龙一样的棒状类似聚合物的结构,这种结构赋予了沥青一定的弹性,沥青中的中性部分分散在棒状结构中,使体系的粘度增加。当体系加热时,这种棒状结构被破坏,当然这种破坏是可逆的2。 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !二二 SBS改性沥青改性沥青改性机理:沥青经SBS改性后,没有改变自身及沥青分子的化学结构单元,改性过程以物理改性为;SBS易吸收沥青中的饱和分发生溶胀,溶胀后的SBS极性更接近胶质; SBS与沥青组挤的部分相容性改变了沥青组分分布,从而影响沥青的相态转变;沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀和聚合物粒子对沥青组分的良好吸附是对沥青进行聚合
9、物改性、提高沥青性能的基础,沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程,这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间三维网状结构产生很大的影响,进而影响其性能3。平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !2.3 改性机理小结改性机理小结 SBS是用阴离子聚合方法制得的丁二烯、苯乙烯热塑性橡胶。作为第三代橡胶,其重要特征是微观呈两相分离(待续)。 SBS较其它聚合物改性沥青的效果更好的原因,就在于SBS两相分离的特征,使SBS与沥青这一混合物具有更好的相容性。 SBS一般是以微小颗粒(um级)的形式分散悬浮于沥青中,形成以沥青为连续相、SBS为分散相的海岛结构。SBS改性沥青 内存在
10、三种区域结构:SBS相、沥青相和SBS与沥青之间的界面层。 改性沥青生产中尽量减小SBS颗粒粒径,增加SBS与沥青的接触面积,也有利于SBS与沥青分子之间的相互扩散1。平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !2.4 SBS改性沥青效果与基础沥青改性沥青效果与基础沥青的关系的关系 SBS和沥青的相容性与基础沥青的组成有关,因此,沥青组成不同,改性效果也不同。沥青中沥青质的增加,有利于改善改性沥青的应力应变行为,但也影响到SBS在沥青中的相容稳定性;沥青中的芳香分增加,有利于SBS-沥青相容稳定体系的形成,但过高的芳香分,将明显降低改性沥青的软化点与内聚力。一般来说,沥青中芳香分应达30%以上,而沥青质
11、含量在510%,可使改性沥青的效果较理想。平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !基质沥青对基质沥青对SBS改性沥青性能的改性沥青性能的影响影响 石油大学刘国祥等认为: 对于此种沥青,芳香分含量高的基质沥青相容性好。因而,可在一些芳香分含量不高的沥青中加入一些润滑油馏分糖醛抽出油以改善SBS与沥青的相容性。 日本JSR合成橡胶株式会社提出: 参数Ic=(沥青质+饱和分)|(芳香族+树脂)来评定其相容性。 值愈大,则相容性越差。 也有学者认为:要满足好的相容性,选用基质沥青的芳香度大于(0.28+0.004A),其中A是沥青质的百分含量。及芳香度与沥青中软沥青质的平均相对分子质量的比值在0.0004-
12、0.0006之间。平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !沥青基质对改性沥青影响小结 用于SBS改性的沥青不能有过高的沥青质含量和过低的芳香烃含量,其芳香化合物与树脂的质量分数应为85%89%,沥青质的质量分数为1%5%,沥青的针入度应大于100 mm。此种沥青改性效果较好56。 平生不做皱眉事 世上应无切齿人 !SBS加入量对改性沥青的性能影加入量对改性沥青的性能影响响 SBS加入沥青后吸收沥青的软沥青质组分,引起沥青组分的重新分配(饱和分明显减少,芳香分、胶质及沥青质都有不同程度的增加)。共混物中的SBS以下述三种结构同时存在:(1)SBS本身在沥青中形成网状结构;(2) SBS与沥青形成凝胶结
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