廢舊塑料改性瀝青相容性研究

廢舊塑料改性瀝青相容性研究生產(chǎn)工藝及剪切溫度、剪切機(jī)轉(zhuǎn)速、剪切時(shí)間等工藝參數(shù)對改性瀝青的性質(zhì)有重要影響。本文對使用高速剪切機(jī)的直接剪切法和使用雙螺桿擠出機(jī)的母料法的工藝參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化,并對比了兩種工藝在最佳工藝參數(shù)下制備的PE(聚乙烯)改性瀝青和PP(聚丙烯)改性瀝青的性質(zhì),結(jié)果表明,相同改性劑加量下,母料法制備的改性瀝青軟化點(diǎn)較直接剪切法制備的改性瀝青要高,在臨界濃度下,以最佳工藝參數(shù)制備的PE改性瀝青(直接剪切法和母料法)和PP改性瀝青(直接剪切法和母料法)分別能夠滿足JTJF40-2004Ⅲ-C和JTJF40-2004Ⅲ-D的規(guī)范要求。對直接法制備的PE改性瀝青和PP改性瀝青進(jìn)行高溫存儲(chǔ)離析實(shí)驗(yàn),改性劑與瀝青發(fā)生離析后,在不同溫度下對離析后PE改性瀝青和PP改性瀝青在不同溫度下進(jìn)行不同時(shí)間的攪拌,以考察PE改性瀝青和PP改性瀝青儲(chǔ)存離析后的可分散性,結(jié)果表明,PE改性瀝青和PP改性瀝青經(jīng)儲(chǔ)存離析后,經(jīng)一定溫度和時(shí)間的攪拌均能夠恢復(fù)至原樣性能。通過將含有活性官能團(tuán)、易于穩(wěn)定的SBS(聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物)、SBR(丁苯橡膠)與PE、PP熔融復(fù)合形成PE-SBS、PP-SBS、PE-SBR和PP-SBR橡塑共混物,制備橡塑復(fù)合改性瀝青,并加入現(xiàn)有穩(wěn)定劑,考察了PE-SBS、PP-SBS、PE-SBR和PP-SBR橡塑復(fù)合改性瀝青的存儲(chǔ)穩(wěn)定性,熒光顯微鏡照片和存儲(chǔ)穩(wěn)定性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,PE-SBS、PP-SBS、PE-SBR和PP-SBR橡塑共混物均能與瀝青形成穩(wěn)定的體系,SBS和SBR加入有效防止了PE和PP顆粒的聚集,達(dá)到穩(wěn)定塑料改性瀝青體系的目的。通過考察不同橡塑復(fù)合比例制備改性瀝青的穩(wěn)定性,得到了制備儲(chǔ)存穩(wěn)定的改性瀝青的最低橡塑比例。通過改變橡塑比例,采用不同的方式加入橡塑復(fù)合改性劑,加入富芳香分油和富飽和分油,考察了橡塑比例和改性劑加入方式對改性瀝青臨界濃度的影響,同時(shí),考察了富芳香分油和富飽和分油對不同橡塑比例和不同改性劑加入方式制備的改性瀝青軟化點(diǎn)的影響,據(jù)此篩選出最佳的相容劑,結(jié)果表明,橡塑比例及改性劑加入方式的不同會(huì)引起橡塑復(fù)合改性瀝青臨界濃度的變化,不同橡塑比例和不同改性劑加入方式制備的改性瀝青的相容劑是不同的,用不同改性劑添加方式制備的儲(chǔ)存穩(wěn)定的橡塑復(fù)合改性瀝青性能均能夠達(dá)到JTJF40-2004Ⅲ-C的規(guī)范要求。塑料、橡膠和橡塑復(fù)合改性劑的差示量熱掃描和紅外分析表明,PE、PP與SBR、SBS有較好的相容性,其共混結(jié)合主要以物理作用為主,這種結(jié)合在不同程度上降低了PE和PP的結(jié)晶度。用常規(guī)指標(biāo)(軟化點(diǎn)、針入度和延度)評價(jià)瀝青的高、低溫性能,結(jié)果表明,與基質(zhì)瀝青相比,選取的17個(gè)有代表性的改性瀝青樣品(塑料改性瀝青、不同比例的橡塑復(fù)合改性瀝青以及橡膠改性瀝青)的軟化點(diǎn)升高、針入度降低,即高溫性能有所改善;部分改性瀝青的5℃延度增大,即低溫性能有所改善,其他改性瀝青的低溫性能則有所降低。用PG分級評價(jià)瀝青的高、低溫性能,結(jié)果表明,17種改性瀝青的高溫性能均較基質(zhì)瀝青有所改善,大部分塑料改性瀝青和橡塑復(fù)合改性瀝青的低溫性能均較基質(zhì)瀝青差。對廢舊PE改性瀝青、SBS改性瀝青和基質(zhì)瀝青進(jìn)行瀝青混合料的實(shí)驗(yàn),馬歇爾實(shí)驗(yàn)表明,廢舊PE改性瀝青混合料的穩(wěn)定度(瀝青混合料的馬歇爾穩(wěn)定度越大,其高溫穩(wěn)定性越好)>SBS改性瀝青混合料>基質(zhì)瀝青混合料。彎曲試驗(yàn)表明,SBS改性瀝青混合料的破壞應(yīng)變(瀝青混合料的彎曲試驗(yàn)破壞應(yīng)變越大,其低溫穩(wěn)定性越好)>廢舊PE改性瀝青混合料>