聚合物復(fù)合生物瀝青性能研究

發(fā)布時間：2020-07-07 08:10

【摘要】：目前國內(nèi)外研究表明生物瀝青作為一種道路新材料具有一定的優(yōu)勢,但在高溫和抗老化性能等方面也存在一定的問題,為了讓生物瀝青有效運用到實際工程中,對生物瀝青的各項性能短板進行研究和改善,使其達到規(guī)定的路用性能要求成為目前生物瀝青研究的重點。研究采用兩種聚合物:多聚磷酸(PPA)和非晶態(tài)α-烯烴共聚物(APAO)分別與瀝青和快速熱裂解得到的生物油分別混溶。通過試驗對不同PPA添加量(0%、0.5%、1.0%、1.5%)、不同APAO添加量(0%、2%、4%、6%)和不同生物油摻量(0%、5%、10%、15%)的復(fù)合生物瀝青結(jié)合料進行高溫性能、老化性能、疲勞性能和熱存儲穩(wěn)定性進行研究,以及對其改性機理進行了研究。研究推薦出合適的聚合物類型及其摻量,并對其混合料高低溫性能及水穩(wěn)定性進行了驗證。通過針入度、軟化點、車轍因子、不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃康戎笜藢PA復(fù)合生物瀝青和APAO復(fù)合生物瀝青進行了研究,結(jié)果顯示PPA和APAO都降低了生物瀝青的針入度和不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃�、增大了軟化點和車轍因子,生物油則相反,說明PPA和APAO能夠提高生物瀝青結(jié)合料的高溫性能,生物油降低生物瀝青高溫性能。通過測定兩種聚合物復(fù)合生物瀝青短期老化后的軟化點增值、殘余針入度比及失效溫度,發(fā)現(xiàn)生物瀝青抗老化性能隨著生物油摻量增加而降低,而PPA和APAO兩種聚合物能夠提高生物瀝青的抗老化性能,且摻量不同,提高效果不同。通過結(jié)合料疲勞性能試驗發(fā)現(xiàn)PPA和APAO提高了生物瀝青的老化性能。通過軟化點差值和離析率指標發(fā)現(xiàn)PPA和APAO并不能改善生物瀝青的熱存儲穩(wěn)定性。通過FTIR和TG對兩種聚合物復(fù)合生物瀝青的改性和老化機理進行了研究,發(fā)現(xiàn)PPA與生物瀝青發(fā)生了化學(xué)反應(yīng),老化過程物質(zhì)成分基本不變;而APAO未與生物瀝青發(fā)生化學(xué)反應(yīng),只是物理上的相溶。PPA和APAO均可降低生物瀝青的熱損失,說明PPA和APAO對生物瀝青的老化具有抑制作用。對兩種復(fù)合生物瀝青的成本進行了分析,結(jié)合性能特點,最終給出了最佳聚合物為PPA,最佳添加量為1.0%。并對1.0%PPA復(fù)合生物瀝青混合料性能進行了驗證,結(jié)果表明PPA對生物瀝青混合料的高溫性能具有改善作用,而對低溫和水穩(wěn)定性影響不大。
【學(xué)位授予單位】：長安大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414
【圖文】：

示意圖,生物油,熱裂解,生產(chǎn)設(shè)備