【摘要】：廢舊輪胎作為高分子固體廢棄物,對人類健康及環(huán)境造成了極大的威脅。將其制成橡膠粉加入到瀝青中,不僅可以大量利用廢舊輪胎,而且可以改善瀝青的路用性能。但橡膠粉與基質(zhì)瀝青相容性差,改性后的瀝青儲存穩(wěn)定性差,制約了其在道路工程的應(yīng)用與推廣。因此,圍繞上述問題,本文基于相似相容原理,選取與基質(zhì)瀝青相容性較好的聚酰胺,通過聚合物涂覆法對廢膠粉進行活化,在橡膠粉表面形成一層均勻的聚酰胺涂層,以增加橡膠粉與基質(zhì)瀝青的相容性,達到提高膠粉改性瀝青儲存穩(wěn)定性、改善橡膠粉改性瀝青路用性能的目的。并對活化橡膠粉改性瀝青的物理性質(zhì)及改性機理進行研究。主要內(nèi)容包括以下四個部分:(1)依據(jù)相似相容原理,選擇與瀝青相容性較好的涂覆材料,采用溶劑法對橡膠粉進行涂覆活化,并采用掃描電鏡及紅外光譜,分析活化橡膠粉的表面特性及活化過程中發(fā)生的反應(yīng)。研究表明:經(jīng)過涂覆活化工藝后,聚酰胺6已經(jīng)均勻地涂覆在橡膠粉表面,橡膠粉在活化過程中未發(fā)生化學(xué)變化。(2)借助正交實驗,結(jié)合極差分析及方差分析手段,研究活化橡膠粉制備工藝對膠粉改性瀝青高溫性能、低溫性能、彈性性能、流變性能等技術(shù)性能的影響,優(yōu)化橡膠粉制備工藝。研究表明:活化橡膠粉摻量對改性瀝青性能影響最明顯,隨著摻量的增加,活化橡膠粉改性瀝青高溫性能、低溫性能、彈性性能等均得到提升;剪切時間及剪切溫度只對部分指標(biāo)影響顯著,隨著剪切溫度的提高及剪切時間的增加,在一定范圍內(nèi)技術(shù)性能得到提升,但超過一定范圍后會加重瀝青老化程度。推薦活化橡膠粉改性瀝青最佳摻量為20%,最佳剪切溫度為180℃,最佳剪切時間為60min。(3)論文采用最佳制備工藝制備橡膠粉改性瀝青及活化橡膠粉改性瀝青,研究了聚合物涂覆活化對改性瀝青技術(shù)性能的影響,評價了普通橡膠粉及活化膠粉橡對瀝青的改性效果。研究結(jié)果表明:對橡膠粉進行活化后,改性瀝青的儲存穩(wěn)定性得到顯著的改善,高溫性能及流變性能也得到提高,但彈性性能及低溫定能略有下降。(4)借助熒光顯微鏡、掃描電子顯微鏡、紅外光譜儀、差示掃描量熱儀對活化橡膠粉改性瀝青的微觀結(jié)構(gòu)進行分析,并探究改性機理。結(jié)果表明:橡膠粉在瀝青中的主要作用是物理溶脹;聚酰胺涂覆層可增加橡膠粉的溶脹程度,并且使橡膠粉在瀝青中分散更加均勻。
【學(xué)位授予單位】：長沙理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：U414
【圖文】：

將橡膠輪胎冷凍（通常處于－８７°Ｃ？－１９８°Ｃ之間）使得橡膠輪胎失去彈性而變脆，然后采逡逑用外力進行粉碎，生產(chǎn)的橡膠粉較細，可以達到２００目以上。通過掃描電鏡得到兩種橡逡逑膠粉［１６］的表面形態(tài)，如圖１．１所示，低溫粉碎法生產(chǎn)的橡膠粉表面光滑、棱角分明，而逡逑常溫粉碎法生產(chǎn)的橡膠粉表面粗糙且具有很多孔隙。粗糙的表面具備大的比表面積，在逡逑橡膠粉和瀝青之間可以形成更大的膠結(jié)力，抗變形能力更高，因此常溫粉碎法生產(chǎn)的橡逡逑膠粉改性效果更加優(yōu)良。且常溫粉碎法所需設(shè)備單一，在經(jīng)濟上有很大優(yōu)勢，因此也是逡逑應(yīng)用最廣的方法。逡逑——逡逑（ａ）常溫粉碎法邐（ｂ）低溫粉碎法逡逑圖１．１橡膠粉的表面示意圖逡逑一般而言，膠粉摻量越高、顆粒越細，改性作用越明顯［１７］。這是由于隨著橡膠粉摻逡逑量和細度的增加，基質(zhì)瀝青中的輕質(zhì)組分逐漸被吸收，自由基數(shù)量逐漸減少，同時橡膠逡逑粉溶脹后體積膨脹，橡膠粉的狀態(tài)逐漸從游離相轉(zhuǎn)向連續(xù)相，相互形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這一逡逑過程使改性瀝青的粘滯力增強、流動性降低，路用性能得到大幅提升［１８１。但當(dāng)細度增加逡逑到８０目以上

將橡膠輪胎冷凍（通常處于－８７°Ｃ？－１９８°Ｃ之間）使得橡膠輪胎失去彈性而變脆，然后采逡逑用外力進行粉碎，生產(chǎn)的橡膠粉較細，可以達到２００目以上。通過掃描電鏡得到兩種橡逡逑膠粉［１６］的表面形態(tài)，如圖１．１所示，低溫粉碎法生產(chǎn)的橡膠粉表面光滑、棱角分明，而逡逑常溫粉碎法生產(chǎn)的橡膠粉表面粗糙且具有很多孔隙。粗糙的表面具備大的比表面積，在逡逑橡膠粉和瀝青之間可以形成更大的膠結(jié)力，抗變形能力更高，因此常溫粉碎法生產(chǎn)的橡逡逑膠粉改性效果更加優(yōu)良。且常溫粉碎法所需設(shè)備單一，在經(jīng)濟上有很大優(yōu)勢，因此也是逡逑應(yīng)用最廣的方法。逡逑——逡逑（ａ）常溫粉碎法邐（ｂ）低溫粉碎法逡逑圖１．１橡膠粉的表面示意圖逡逑一般而言，膠粉摻量越高、顆粒越細，改性作用越明顯［１７］。這是由于隨著橡膠粉摻逡逑量和細度的增加，基質(zhì)瀝青中的輕質(zhì)組分逐漸被吸收，自由基數(shù)量逐漸減少，同時橡膠逡逑粉溶脹后體積膨脹，橡膠粉的狀態(tài)逐漸從游離相轉(zhuǎn)向連續(xù)相，相互形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。這一逡逑過程使改性瀝青的粘滯力增強、流動性降低，路用性能得到大幅提升［１８１。但當(dāng)細度增加逡逑到８０目以上

圖２．邋６索氏抽提器示意圖逡逑如圖２．５所示表面除雜包括以下四個步驟：首先利用索氏抽提器（圖２．６）將橡膠粉逡逑和丙酮進行抽提２ｈ，并在７０°Ｃ的烘箱內(nèi)烘干（烘干標(biāo)準(zhǔn)為橡膠粉完全分散為粉末狀）；逡逑然后將抽提后的橡膠粉在５％的ＮａＯＨ溶液中浸泡ｌｈ，并用水清洗、過濾；再將浸泡過逡逑

【參考文獻】

相關(guān)博士學(xué)位論文 前1條

1 何立平;基于DMA方法的橡膠瀝青粘彈特性和高溫性能研究[D];長安大學(xué);2014年

本文編號：2775036