紫外吸收劑副產(chǎn)物改性瀝青的制備與性能研究.pdf

1、瀝青作為路面材料已被廣泛應(yīng)用于道路建設(shè)，但瀝青在加工和服役過程中，易受加工條件和自然環(huán)境的影響而發(fā)生老化，使瀝青混凝土路用性能降低，使用壽命大大縮短。紫外吸收劑以其優(yōu)異的紫外吸收性能，在改善瀝青耐老化性能方面呈現(xiàn)十分顯著的效果，但其昂貴的價格限制了其在瀝青改性上的廣泛應(yīng)用。在紫外吸收劑生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生一定量的副產(chǎn)物，對這些副產(chǎn)物進行處理不僅會增加企業(yè)的生產(chǎn)成本，還會造成環(huán)境污染。而實際上這些副產(chǎn)物仍具有一定的紫外吸收能力，如能將其用于改

2、善瀝青的耐老化性能，不僅具有重要的經(jīng)濟效益，也具有很好的環(huán)境效益。
　　本文以兩種紫外吸收劑副產(chǎn)物—活性炭脫色殘料（B2HG）和重結(jié)晶底料（AZJG）作為改性劑，分別制備了紫外吸收劑副產(chǎn)物改性瀝青和紫外吸收劑副產(chǎn)物/SBS改性瀝青，采用薄膜烘箱（TFOT）和紫外光(UV)輻照對其進行短期熱氧老化試驗和紫外老化試驗。研究了兩種紫外吸收劑副產(chǎn)物對瀝青和 SBS改性瀝青物理性能、流變性能、化學(xué)組分以及老化性能的影響；利用傅里葉變換紅外光

3、譜儀（FITR）和熒光顯微鏡對紫外吸收劑副產(chǎn)物改性瀝青的的化學(xué)結(jié)構(gòu)以及微觀形貌進行了表征。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）兩種紫外吸收劑副產(chǎn)物對基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的物理性能有一定的影響?；钚蕴棵撋珰埩希˙2HG）的加入使瀝青的軟化點和粘度增大，針入度和延度有所降低，對瀝青的高溫性能有改善作用；重結(jié)晶底物（AZJG）增大了瀝青的針入度和延度，減小了瀝青的軟化點和粘度，使瀝青的低溫性能得到提高。
　　（2）紫外吸收劑副產(chǎn)物對

4、基質(zhì)瀝青及SBS改性瀝青的動態(tài)剪切流變性能也有明顯的影響。B2HG的加入使瀝青的復(fù)數(shù)模量（G*）有所增大，相位角(δ)明顯變?。欢鳤ZJG則使瀝青的G*減小，δ增大。與AZJG相比，B2HG對SBS改性瀝青G*的影響更明顯，而AZJG對SBS改性瀝青δ的影響大于基質(zhì)瀝青。
　?。?）兩種紫外吸收劑副產(chǎn)物對基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝青的耐短期熱氧老化性能和耐紫外老化性能均有明顯的改善作用。紫外吸收劑副產(chǎn)物可顯著降低基質(zhì)瀝青和SBS改性瀝

5、青TFOT及UV老化前后軟化點變化量和粘度老化指數(shù)，提高延度保留率，抑制瀝青老化過程中復(fù)數(shù)剪切模量的增大和相位角的減小。與AZJG相比，B2HG可更大程度的抑制瀝青老化過程中物理性能和流變性能的衰變。
　?。?）組分分析表明，B2HG的加入減小了瀝青中飽和分和芳香分的含量，增大了膠質(zhì)含量；AZJG則使瀝青輕組分含量增大，分子量較大的膠質(zhì)和瀝青質(zhì)含量減小。兩種副產(chǎn)物均可抑制瀝青紫外老化過程中組分間的轉(zhuǎn)化，減少老化過程瀝青各組分含量的

6、變化。
　?。?）FITR分析表明，紫外吸收劑副產(chǎn)物B2HG的加入減小了基質(zhì)瀝青中支鏈脂肪族官能團和芳香官能團相對含量，SBS改性瀝青中芳香官能團相對含量也因副產(chǎn)物的加入而減小。B2HG的加入可明顯減小瀝青在TFOT及UV老化過程中官能團指數(shù)的變化，抑制瀝青在老化過程中氧化、縮聚和斷鏈反應(yīng)，同時減小老化過程中改性瀝青SBS分子鏈的斷裂。SBS改性瀝青的熒光顯微鏡測試表明：SBS經(jīng)老化后會發(fā)生嚴重的降解，破壞其交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)，采用紫外吸收