本研究旨在開(kāi)發(fā)一種綠色環(huán)保的聚氨酯瀝青改性劑。以蓖麻油,液化二苯基甲烷二異氰酸酯(液化MDI)為實(shí)驗(yàn)原料,丙酮為溶劑,磷酸為阻聚劑,合成了一種以-NCO封端的聚氨酯預(yù)聚物(C-PU)。通過(guò)對(duì)合成的預(yù)聚物進(jìn)行紅外定性分析,調(diào)節(jié)合成過(guò)程中不同參數(shù)變化,確定了聚氨酯預(yù)聚物的制備工藝,分別制備出10~40%摻量的聚氨酯預(yù)聚物改性瀝青。對(duì)不同摻量的改性瀝青的常規(guī)性能(25℃針入度、5℃延度、軟化點(diǎn)、布氏粘度、TFOT,離析)、流變性能(溫度掃描、頻率掃描、多應(yīng)力重復(fù)蠕變回復(fù)實(shí)驗(yàn)、疲勞實(shí)驗(yàn)、高溫分級(jí)、彎曲梁流變實(shí)驗(yàn))、分子量分布進(jìn)行了分析表征。用熒光顯微鏡觀察了改性劑的分散行為及其與基質(zhì)瀝青的相容性,采用紅外光譜及凝膠滲透色譜分析了改性瀝青的改性及老化機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:聚氨酯預(yù)聚物改性劑的加入使基質(zhì)瀝青的高低溫性能均有所提升,尤其是高溫性能,改性劑起到“加勁”和“增彈”作用,改性瀝青的高溫等級(jí)均有所提高,且摻量越大,等級(jí)越高;改性瀝青的勁度模量s均小于基質(zhì)瀝青,且摻量越大,勁度模量s越大,蠕變速率m越小,改性瀝青低溫柔性不同程度改善;溫度掃描實(shí)驗(yàn)中,相同溫度下,摻量越大,復(fù)數(shù)剪切模量G*越大,高溫性能越明顯;改性瀝青的蠕變回復(fù)率均明顯高于基質(zhì)瀝青,蠕變?nèi)崃烤∮诨|(zhì)瀝青,改性劑提升了瀝青的抵抗變形能力及抗車(chē)轍能力;改性瀝青的抗疲勞性能提升,可以在屈服應(yīng)力水平下維持一段時(shí)間才發(fā)生變形破壞。常規(guī)實(shí)驗(yàn)以及流變實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致,30%摻量是相轉(zhuǎn)變摻量,當(dāng)摻量小于30%時(shí),摻量越大,性能越好,當(dāng)摻量大于30%時(shí),改性瀝青的綜合性能反而下降,30%為最優(yōu)摻量。由于高溫下極易發(fā)生一系列的交聯(lián)固化、自聚及氧化反應(yīng),聚氨酯預(yù)聚物改性瀝青在163℃下耐老化性能和儲(chǔ)存穩(wěn)定性較差。但熒光顯微鏡照片顯示改性劑在瀝青體系中分散均勻,無(wú)明顯相界面存在,體系均一。布氏粘度隨時(shí)間的變化曲線,結(jié)果表明改性瀝青在120~130℃間儲(chǔ)存穩(wěn)定性良好。聚氨酯預(yù)聚物改性瀝青混合料標(biāo)準(zhǔn)馬歇爾穩(wěn)定度能達(dá)到石油瀝青標(biāo)準(zhǔn)的要求,隨著聚氨酯摻量的增加,穩(wěn)定度上升。聚氨酯預(yù)聚物改性瀝青的改性機(jī)理包含簡(jiǎn)單的物理共混和化學(xué)改性,隨著溫度的變化由物理變化逐步過(guò)渡到化學(xué)變化。高溫下以過(guò)量-NCO基團(tuán)封端的聚氨酯預(yù)聚物改性劑能夠與瀝青及集料中的水分及其他活性氫物質(zhì)發(fā)生反應(yīng),使改性瀝青及其混合料的性能得到提高。
【學(xué)位單位】：中國(guó)石油大學(xué)(華東)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2016
【中圖分類】：TE626.86
【部分圖文】：

（a）SBS 熱塑性彈性體 （b）PU 二維熱塑性或三維熱固性彈性體圖 1-1 聚氨酯材料結(jié)構(gòu)示意圖Fig1-1 The structure of PU materials聚氨酯可以形成二維熱塑性結(jié)構(gòu)或三維熱固性結(jié)構(gòu)，可以發(fā)生類似于 SBS 的兩相離結(jié)構(gòu)。所以，從結(jié)構(gòu)上分析，聚氨酯與 SBS 存在很大程度上的相似性，基于聚氨酯前在泡沫塑料、彈性體、涂料、膠粘劑、纖維、合成皮革以及鋪地材料等各個(gè)方面廣的應(yīng)用，聚氨酯也有望成為未來(lái)的新型瀝青改性劑。傳統(tǒng)的合成聚氨酯的原材料幾乎都來(lái)自于毒性和腐蝕性較強(qiáng)的石油化工產(chǎn)品和可再生的石油資源�，F(xiàn)今聚氨酯膠粘劑工業(yè)大多懫用的是石油基多元醇，僅有少量植油多元醇用于 PU 硬泡及涂料、膠黏劑、密封膠、彈性體等。本研究主要以綠色可再的植物油為多元醇原料，合成聚氨酯。與傳統(tǒng)石油基多元醇相比，植物油多元醇可降非可再生資源的使用和溫室氣體 CO2的排放。目前，國(guó)外植物油多元醇的開(kāi)發(fā)已取得一定成功，并已經(jīng)將其應(yīng)用于聚氨酯軟泡

AR 北AR 西隴化工AR 北CP 國(guó)AR 國(guó)AR 國(guó)AR 國(guó)AR 國(guó)—— 北AR 北SK il）與液化 MDI 是制備植物油基聚氨酯廉且可再生，能夠有效降低聚氨酯生 2-1 所示。

中國(guó)石油大學(xué)（華東）碩士學(xué)位論文位角 δ。相位角 δ 表示不可恢復(fù)與可恢復(fù)形變的相對(duì)指標(biāo)，，包含了彈性可恢復(fù)的部分和粘性不可恢復(fù)的部分。奧地利 Anton Paar 公司制造的 H-PTD120 型動(dòng)態(tài)剪切流變表 2-9。青及不同摻量聚氨酯預(yù)聚物改性瀝青進(jìn)行相關(guān)流變性能的測(cè)：

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

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本文編號(hào)：2808746