1. 研究目的与意义(文献综述)
目前我国建筑防水材料主要分为沥青基防水卷材、合成高分子防水卷材、建筑密封材料、刚性防水和堵漏止水材料、建筑防水涂料以及一些特殊用途的特种防水材料6大类,其中,聚合物改性沥青防水卷材在建筑防水材料中占有主导地位。聚合物改性沥青防水卷材中常用的聚合物改性剂为热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(sbs),无规聚丙烯(app)和废胶粉。其中,以sbs与胶粉改性的沥青制备的防水卷材以其优良的耐高温流淌和耐低温开裂性能,成为聚合物改性沥青防水卷材的主流。
sbs是苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段聚合物,其高分子链是由具有橡胶柔性的丁二烯嵌段和塑料硬性的苯乙烯嵌段所组成,将sbs加入到沥青中可形成共混复相结构体系,赋予sbs改性沥青高弹性、高拉伸强度、高伸长率和优良的耐高、低温性能,使得sbs改性沥青的防水卷材即使在零下25℃的状态下,仍然可以弯曲,并且其耐热度可大于100℃。国内目前已研究出sbs在沥青中的交联结构及其稳定性,并探讨了sbs改性沥青产生相分离的作用性质。原建安等对几种改性沥青高温下的粘度分析,发现改性剂与沥青的不同导致粘度差异较大,改性沥青的高低温性能随着sbs掺量的增加而改善,并通过对比发现其微观结构的差异直接影响着改性沥青的性能。国外科学家们则利用较为先进的测试技术分析了sbs类嵌段共聚物改性沥青的老化情况,并发现sbs高分子的降解与沥青老化改变了sbs改性沥青体系的流变性能。
虽然sbs改性沥青具有很优良的性能,可是缺点也较为明显,那就是其生产成本较高。为了在降低成本的同时起到较好的改性效果,利用废弃胶粉对沥青进行改性成了一个很好的选择。英国科学家早在1843年就申请了该专利。现在意义上的胶粉改性沥青,是利用废旧橡胶轮胎磨成粉后加入热沥青中而制成的,有着比sbs更低的生产成本与更高的环保价值。在机理研究方面,国外科学家认为橡胶粉在沥青中会形成一个稳定的、不会发生相分离的物理意义上的相容体系,该过程一般不是化学反应,仅是胶粉微粒在较高的温度下在沥青的油相中膨胀形成类似胶体状的物理过程。国内关于橡胶沥青性能的研究是从本世纪初开始的。叶智刚等研究认为延长搅拌时间、提高搅拌温度和速度能使废橡胶粉在沥青中的溶解量增加,可以改善改性沥青的流变性。
2. 研究的基本内容与方案
2.1研究的基本内容
采用sbs、橡胶粉等改性剂对南美重油沥青(70、90号)进行改性,确定sbs/橡胶粉改性南美重油沥青的反应温度,反应时间;
研究sbs/橡胶粉在不同掺量条件下对两种沥青改性后高低温性能的变化规律;
3. 研究计划与安排
第1-3周:查阅相关文献资料,明确研究内容,确定研究方案,完成开题报告。
第4-7周:完成sbs/橡胶粉改性南美重油沥青的制备工艺、sbs/橡胶粉掺量对南美重油沥青高低温性能的改善效果研究。
第8-10周:完成减二和减三线油对sbs/橡胶粉改性南美重油沥青高低温性能的影响。
4. 参考文献(12篇以上)
[1]李朋.南美稠油与渤海稠油掺炼生产重交道路沥青研究[j].山东化工,2014,43(3):84-87
[2]蒋福山,李玉环,苏震.南美重质原油生产道路沥青技术现状[j].石油沥青,2011,25(3):57-60.
[3]А.М.基希纳,库岑科.聚合物沥青屋面和防水材料[m].钱普殷,王祥连译.北京:中国建筑工业出版社,1987.
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