本文關(guān)鍵詞：聚合物改性環(huán)氧瀝青的制備與性能表征

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【摘要】：環(huán)氧瀝青(EA)是一種熱固性樹脂改性瀝青,具有強(qiáng)度高、抗疲勞、耐水性好、防溶劑腐蝕等優(yōu)異性能,被廣泛應(yīng)用于正交異性鋼橋面鋪裝。但環(huán)氧瀝青混合料在長(zhǎng)期使用中常常會(huì)出現(xiàn)疲勞開裂等病害,而這種病害與環(huán)氧瀝青的低溫韌性差有關(guān)。為了提高環(huán)氧瀝青的低溫韌性,本論文以國(guó)產(chǎn)熱拌型環(huán)氧瀝青結(jié)合料(HEAB)為研究對(duì)象,通過添加熱塑性彈性體和熱塑性樹脂的方法來對(duì)環(huán)氧瀝青進(jìn)行改性,研究聚合物對(duì)環(huán)氧瀝青性能的影響。首先,以熱塑性彈性體苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)來制備SBS改性瀝青(SA),再將SA與環(huán)氧樹脂主劑和固化劑混合來制備SBS改性環(huán)氧瀝青(ESA)。SA的來源有兩種:工業(yè)SA和自制SA。利用布氏旋轉(zhuǎn)粘度儀(RV)、熱失重分析儀(TGA)、萬能材料試驗(yàn)機(jī)和激光掃描共聚焦顯微鏡(LSCM)研究了 SA含量和SBS含量分別對(duì)SBS改性環(huán)氧瀝青粘度、熱穩(wěn)定性、力學(xué)性能以及微觀結(jié)構(gòu)的影響。研究表明,熱塑性彈性體SBS的加入提高了環(huán)氧瀝青的粘度。對(duì)于工業(yè)SA制備的ESA來說,ESA的粘度隨著SA的含量增加而增大。對(duì)于自制SA制備的ESA而言,隨著SBS含量的增加,ESA的粘度也隨著增大。值得一提的是,本論文所制備的SBS改性環(huán)氧瀝青都能滿足熱拌型環(huán)氧瀝青粘度的技術(shù)要求。SBS的加入可以提高環(huán)氧瀝青的熱穩(wěn)定性。隨著SA和SBS含量的增加,ESA的熱穩(wěn)定性也逐漸提高。SBS對(duì)環(huán)氧瀝青具有明顯的增韌作用,比較而言,工業(yè)SA對(duì)提高環(huán)氧瀝青韌性的作用更強(qiáng)。微觀形貌研究表明,SBS改性環(huán)氧瀝青存在相分離結(jié)構(gòu)。對(duì)于工業(yè)SA制備的ESA來說,在SBS改性環(huán)氧瀝青中,環(huán)氧樹脂是連續(xù)相,SBS改性瀝青為分散相。在SBS改性瀝青含量為60 wt%時(shí),SBS改性環(huán)氧瀝青中沒有相反轉(zhuǎn)發(fā)生。SBS的加入使得環(huán)氧樹脂中瀝青的分散變得更加均一。對(duì)于自制SA制備的ESA而言,當(dāng)SBS含量小于4 wt%時(shí),SBS改性環(huán)氧瀝青中分散相的粒徑大小和分散性變化不大,而當(dāng)SBS含量為4 wt%時(shí),SBS改性瀝青的顆粒明顯變大,顆粒分布明顯變寬。SBS改性環(huán)氧瀝青在粘度、力學(xué)性能、熱學(xué)性能均充分滿足了鋼橋面用熱拌型環(huán)氧瀝青結(jié)合料的施工要求。特別是工業(yè)SBS改性瀝青顯著地提高了環(huán)氧瀝青的柔韌性,有利于解決環(huán)氧瀝青低溫下易脆裂的問題。最后,以一類新型聚烯烴瀝青改性劑Honeywell Titan(HON)聚合物(HON7205和HON7686)制備聚合物改性環(huán)氧瀝青,在研究HON聚合物的結(jié)構(gòu)、熱性能等基礎(chǔ)上,研究了 HON聚合物對(duì)環(huán)氧瀝青的粘溫特性、熱學(xué)性能、力學(xué)性能和微觀形貌的影響。HON7205主要成分為低分子量低密度聚乙烯,HON7686主要成分為低分子量高密度聚乙烯蠟。HON7205的熔點(diǎn)、結(jié)晶溫度和結(jié)晶度都遠(yuǎn)低于HON7686的相應(yīng)性能。HON聚合物的加入均可以提高環(huán)氧瀝青的粘度和熱穩(wěn)定性,HON7686的加入比HON7205更有利于增加環(huán)氧瀝青的粘度和熱穩(wěn)定性。HON聚合物的加入使得環(huán)氧瀝青的拉伸強(qiáng)度下降,斷裂伸長(zhǎng)率略有提高,但韌性稍稍降低,楊氏模量在一定含量時(shí)增大。總之,熱塑性彈性體,特別是工業(yè)共混得到的SBS改性瀝青可以顯著地提高環(huán)氧瀝青的韌性,而新型熱塑性樹脂HON聚合物盡管可以稍稍提高環(huán)氧瀝青的斷裂伸長(zhǎng)率,但HON聚合物的加入?yún)s使環(huán)氧瀝青的韌性稍稍降低。因此,SBS更適用于用作環(huán)氧瀝青增韌的改性劑。
【學(xué)位授予單位】：南京大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TE626.86

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本文編號(hào)：1305524