瀝青改性技術(shù)研究：聚合物、廢舊輪胎與橡膠的應(yīng)用

瀝青改性技術(shù)研究聚合物、廢舊輪胎與橡膠的應(yīng)用委會田松柏目錄原油的性質(zhì)和組成是決定瀝青質(zhì)量的關(guān)鍵因素。世界領(lǐng)先的瀝青生產(chǎn)企業(yè)均強(qiáng)調(diào)正確選擇原油的重要性，用于生產(chǎn)瀝青的原油不與燃料油混合，以確保瀝青的高質(zhì)量特性。隨著現(xiàn)代道路和工業(yè)建筑對材料要求的提高，尋找可靠的原材料以改進(jìn)瀝青生產(chǎn)技術(shù)變得尤為重要。研究目的本研究的主要目的是開發(fā)一種基于哈薩克斯坦油田瀝青的改性材料，通過添加特定的聚研究目的本研究的主要目的是開發(fā)一種基于哈薩克斯坦油田瀝青的改性材料，通過添加特定的聚合物和橡膠再生材料，提高瀝青的軟化點(diǎn)、硬度、低溫變形性、彈性和與金屬及礦物填料的粘附性。同時(shí)，研究還旨在評估這種改性瀝青在道路瀝青混凝土中的應(yīng)用潛力，為道路建設(shè)提供一種高性能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的解決方案。本研究的創(chuàng)新之處在于使用了一種新型的聚合物改性劑"EBG",這是一種乙烯與丁基丙烯酸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物，能夠與瀝青中的瀝青質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，形成更穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)。此外，研究還引入了輪胎再生材料作為改性劑，這種材料不僅能夠有效利用廢舊輪胎，減少環(huán)境污染，還能顯著提高瀝青的性能，具有較高的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益。研究意義本研究對于提高哈薩克斯坦油田瀝青的性能具有重要意義，能夠?yàn)楫?dāng)?shù)氐缆方ㄔO(shè)提供高質(zhì)量的材料支持。同時(shí)，研究也為全球?yàn)r青改性領(lǐng)域提供了新的思路和方法，特別具有廣泛的推廣應(yīng)用價(jià)值。C瀝青樣品本研究選用的瀝青樣品為哈薩克斯坦“LLPSPCaspiBitum”生產(chǎn)的BND90/130石油瀝青。該瀝青的組分通過吸附液相色譜法測定，其主要技術(shù)特性如軟化點(diǎn)、針入度、延度和彈性等均符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求。改性劑實(shí)驗(yàn)中使用了三種主要改性劑：EBG改性劑(乙烯與丁基丙烯酸酯和甲基丙烯酸縮水甘油酯的共聚物)、輪胎再生材料和橡膠顆粒。EBG改性劑為無色透明顆粒，輪胎再生材料是通過特定工藝從廢舊輪胎中提取的，橡膠顆粒則來源于廢舊輪胎的粉碎處理，其粒徑為0.6-1.0mm。實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)中使用的主要設(shè)備包括JatroscanMK-5吸附液相色譜儀、ShimadzuIRPrestige-21FT-IR光譜儀、環(huán)球法軟化點(diǎn)測定儀、針入度測定儀和延度測定儀等。這些設(shè)備能夠精確測定瀝青的化學(xué)組成和物理性能，為實(shí)驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性提供了有力保障。力保障。XI橡膠粉末FiGJRE4:Installationdiagramforpreparingbitumenmodification.瀝青改性工藝瀝青改性實(shí)驗(yàn)采用特定的裝置進(jìn)行。首先將一定量的BND90/130瀝青加熱至140-175℃,使其熔化后，加入相應(yīng)的改性劑(EBG、輪胎再生材料或橡膠顆粒),并在攪拌器中以100rpm的轉(zhuǎn)速攪拌2小時(shí)。攪拌完成后，將混合物保持在相同溫度下繼續(xù)反應(yīng)4小時(shí)，以確保改性劑與瀝青充分發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，最終獲得均勻的改性瀝青。性能測試方法軟化點(diǎn)采用環(huán)球法測定，針入度根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)方法在25℃下進(jìn)行測定，延度則在25℃和0℃下分別測定。紅外光譜分析用于研究改性前后瀝青的化學(xué)組成變化，通過分析特征吸收峰的變化，了解改性劑與瀝青之間的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制。數(shù)據(jù)分析方法實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)通過對比分析的方法進(jìn)行處理，將改性瀝青的各項(xiàng)性能指標(biāo)與未改性瀝青進(jìn)行對比，以評估改性劑的效果。同時(shí)，通過分析紅外光譜圖中特征吸收峰的位移和強(qiáng)度變化，進(jìn)一步探討改性劑與瀝青之間的相互作用機(jī)制，為改性瀝青的性能提升提供理論依據(jù)。C針入度測試結(jié)果表明，改性瀝青的針入度隨著改性劑用量的增加而降低，這說明改性劑的加入提高了瀝青的硬度。低最為明顯，表明其對瀝青硬度的提升效果最為顯著。輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青的針入度也有所降低，但降幅相對較小。彈性測試結(jié)果表明，改性瀝青的彈性隨著改性劑用量的增加而顯著提高。其中，EBG改性瀝青的彈性在低濃度下即可達(dá)到較高水平，表明其對瀝青彈性的提升效果較為明顯。輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青的彈性更高，尤其是輪胎再生材料改性瀝青的彈性可達(dá)83%,這表明其在改善瀝青低溫性能方面是有顯著優(yōu)勢?；瘜W(xué)組成變化分析紅外光譜分析紅外光譜分析結(jié)果顯示，改性瀝青的化學(xué)組成發(fā)生了顯著變化。與未改性瀝青相比，EBG改性瀝青的紅外光譜中出現(xiàn)了新的吸收峰，表明EBG改性劑與瀝青中的瀝青質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)。具體而言，EBG改性瀝青的羰基吸收峰強(qiáng)度增加，并向高頻方向移動，這表明EBG改性劑中的環(huán)氧基團(tuán)與瀝青質(zhì)中的羧基發(fā)生了反應(yīng)，形成了新的化學(xué)鍵。組分變化通過組分分析發(fā)現(xiàn)，EBG改性瀝青中瀝青質(zhì)含量增加，而油分含量減少。這表明EBG改性劑能夠促進(jìn)瀝青中油分向?yàn)r青質(zhì)的轉(zhuǎn)化，從而提高瀝青的穩(wěn)定性。輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青的組分變化相對較小，但其彈性顯著提高，這表明這兩種改性劑主要通過物理作用改善瀝青的性能，而非化學(xué)反應(yīng)。公眾號·烴資源評價(jià)加工與利用從經(jīng)濟(jì)角度來看，輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青具有顯著的優(yōu)勢。這兩種改性劑的成本較低，且來源廣泛，能夠有效降低改性瀝青的生產(chǎn)成本。相比之下，EBG改性劑雖然對瀝青性能的提升效果更為顯著,但其成本較高，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。然而，在一些對瀝青性能要求較高的場合，EBG改性瀝青仍具有較高的應(yīng)用價(jià)值。從環(huán)境角度來看，輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青具有顯著的環(huán)境效益。這兩種改性劑的使用能夠有效利用廢舊輪胎，減少環(huán)境污染。此外，改性瀝青的高性能也有助于延長道路使用壽命，減少道路維修頻率，從而進(jìn)一步降低對環(huán)境的影響。結(jié)論與展望實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，EBG改性劑能夠顯著提高瀝青的軟化點(diǎn)、硬度、彈性和與金屬及礦物填料的粘附性，是一種有效的瀝青改性劑。紅外光譜分析結(jié)果明，EBG改性劑與瀝青中的瀝青質(zhì)發(fā)生了化學(xué)反應(yīng)，形成了新的化學(xué)鍵，從而提高了瀝青綜合來看，改性瀝青在軟化點(diǎn)、硬度、彈性和低溫性能等方面均得到了顯著提升，能夠滿足現(xiàn)代道路建設(shè)對瀝青材料的高性能要求。本研究為哈薩克斯坦油田瀝青的改性提供了新的思路法，為道路建設(shè)提供了高性能、經(jīng)濟(jì)環(huán)保的解決方案。輪胎再生材料和橡膠顆粒改性瀝青在彈性、低溫性能和經(jīng)濟(jì)性方面表現(xiàn)出色，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的改性方案。與EB