生物瀝青是以生物質(zhì)為原料,最終轉(zhuǎn)化為具備瀝青功能的材料,具有來源廣泛、環(huán)境友好等特點。本文以廢食用油殘余物、硬質(zhì)瀝青、石油樹脂、丁苯橡膠及有機蒙脫土為主要原料,利用有約束的配方均勻設計方法進行配比設計,并采用添加劑改善材料體系的儲存穩(wěn)定性及熱氧穩(wěn)定性,制得廢食用油基生物瀝青,綜合研究其路用性能、化學組成及微觀結(jié)構(gòu),主要結(jié)論如下:(1)利用有約束的配方均勻設計方法,優(yōu)選廢食用油基生物瀝青最佳質(zhì)量配比為廢食用油殘余物:硬質(zhì)瀝青:石油樹脂:有機蒙脫土:丁苯橡膠=0.33:0.37:0.2:0.05:0.05。分散劑DDAC、芳烴油摻量分別為1.5%、1.2%(以廢食用油殘余物質(zhì)量百分比計)時,廢食用油基生物瀝青的軟化點差值為0.5℃,儲存穩(wěn)定性能良好。適量交聯(lián)劑、抗老化劑能促進空間網(wǎng)絡結(jié)構(gòu)的形成、抑制自由基的形成,改善材料體系的熱氧穩(wěn)定性能。(2)廢食用油基生物瀝青的低溫性能優(yōu)良,5℃延度大于150cm,且在-36℃時勁度模量及蠕變速率值分別為236MPa及0.341,滿足SHRP要求;廢食用油基生物瀝青的高溫性能略遜于SBS改性瀝青,但優(yōu)于70#基質(zhì)瀝青,三者的軟化點值分別為52.3℃、56.9℃及49.1℃;廢食用油基生物瀝青的溫度敏感性低、抗剝離能力優(yōu)良,針入度-溫度敏感系數(shù)為0.037,粘附等級為五級。(3)與石油瀝青相比,廢食用油基生物瀝青膠體結(jié)構(gòu)趨于溶膠型,膠體不穩(wěn)定指數(shù)為0.34;熱裂解氣象色譜研究發(fā)現(xiàn),廢食用油基生物瀝青的苯含量與石油瀝青相近,且不存在苯酚、萘等有毒物質(zhì),環(huán)境友好;廢食用油基生物瀝青的紅外光譜分布與石油瀝青有較大區(qū)別,存在羧基、S-S鍵等特征峰;元素分析發(fā)現(xiàn),廢食用油基生物瀝青的碳氫比為0.61,氧碳比為0.03%。與石油瀝青相比,廢食用油基生物瀝青的碳氫鏈飽和度相對較低,存在較多芳香環(huán)結(jié)構(gòu)。上述結(jié)果表明,廢食用油基生物瀝青具有良好的路用性能及環(huán)境效益,有望作為石油瀝青的替代材料用于寒冷地區(qū)的路面建設。
【學位單位】：武漢理工大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2018
【中圖分類】：X799.3;U414
【部分圖文】：

廢食用油精煉生物柴油時，經(jīng)酸化、本文采用的廢食用油殘余物為中興農(nóng)稠液體狀，如圖 2-1 所示。根據(jù)相關規(guī)測試，結(jié)果如表 2-1 所示。從表中可以度均較小，且富含 、 支鏈酸及甘的鋪筑，需對其進行改性。表 2-1 廢食用油殘余物性能指標質(zhì)量分數(shù)/%~單甘酯甘油二酯水 雜質(zhì)8 50.88 0.99 4.75 23.09 0.54 0.02

經(jīng)破碎、反復研磨，得到粉狀顆粒，經(jīng)如圖2-2 所示。粉狀硬質(zhì)瀝青能更好、更迅速的與廢食用油殘余物融合成均相系統(tǒng)，本文對硬質(zhì)瀝青的基本性能指標進行測試，結(jié)果如表 2-2 所示。從表中可以看出，硬質(zhì)瀝青具有針入度小、軟化點及閃點高、延度小等特點，可提高廢食用油殘余物的粘度及高溫穩(wěn)定性能，但同時又對其低溫抗拉伸破壞的能力有一定影響。表 2-2 硬質(zhì)瀝青的基本性能指標測試項目狀態(tài)針入度/(25℃, 0.1 mm)軟化點/℃延度/(15℃, cm)閃點/℃檢測結(jié)果固態(tài)顆粒狀 15 100 13 260圖 2-2 硬質(zhì)瀝青顆粒（2）石油樹脂石油樹脂（Hydrocarbonresin,HR）是以裂解乙烯副產(chǎn)的 餾分為原料，經(jīng)陽離子催化聚合得到的功能樹脂，如圖 2-3 所示，其分子量介于 300~3000。該類樹脂的主要鏈節(jié)為脂肪烴結(jié)構(gòu)，具有粘結(jié)強度高、快粘性好、粘結(jié)性能穩(wěn)定、混溶性好、耐熱耐化學腐蝕等特點，被廣泛應用于橡膠、粘合劑的增粘及油漆、油墨等行業(yè)。本文對 石油樹脂的基本性能指標進行測試，結(jié)果如表 2-3 所示。從表中可以看出，石油樹脂的軟化點高、熔融粘度?

并能改善其高溫穩(wěn)定性能。表 2-3 石油樹脂基本性能指標加德納色度黃色指數(shù)（YI）軟化點/℃酸值/(mgKOH/g)溴值/(g Br/100g)ASTMD6166ASTME313ASTME28GB/T 2895-2008GB/T11135-890-0.3 0-3 100±5 0.5 實測 0 2.21 103.1 0.02 1.13
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本文編號：2887326