熱塑性橡膠SBS改性瀝青.ppt

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1、熱塑性橡膠SBS改性瀝青08化工super超瀝青：由不同分子量的碳?xì)浠衔锛捌浞墙饘傺苌锝M成的黑褐色復(fù)雜混合物，呈液態(tài)、半固態(tài)或固態(tài)，是一種防水防潮和防腐的有機(jī)膠凝材料。改性瀝青是指摻加樹(shù)脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細(xì)的橡膠粉或其他材料等外摻劑，使瀝青和瀝青混合料的性能得以改善而制成的瀝青結(jié)合料SBS改性劑苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物彈性體SBS的結(jié)構(gòu)SBS高分子鏈具有串聯(lián)結(jié)構(gòu)的不同嵌段：塑性段和橡膠段，形成類似合金的“金相組合”機(jī)構(gòu)，每個(gè)丁二烯鏈段（B）的末端都連接一個(gè)苯乙烯嵌段（S

2、）。其中聚苯乙烯鏈段在兩端，分別聚集形成交聯(lián)區(qū)域，叫做硬段或微區(qū)；而聚丁二烯鏈段形成軟段，軟段具有高彈性由于若干個(gè)丁二烯段偶聯(lián)形成了星形和線型星型與線型的聚集態(tài)基本類似，但星型彈性模量比線型為高。線型結(jié)構(gòu)分子量低，溶解性好，但內(nèi)聚強(qiáng)度不足；星型結(jié)構(gòu)分子量較高，內(nèi)聚強(qiáng)度較大，但工藝性較差。SBS改性劑的基本性能物理性能SBS橡膠為白色或微黃色多孔性粒狀、條狀或粉狀物。粒長(zhǎng)小于10mm，分子量在5000~16000，密度為0.94~1.13g/cm3，加工溫度為150~230℃.若高于230℃會(huì)引起

3、氧化分解化學(xué)特性在SBS橡膠的化學(xué)結(jié)構(gòu)中，聚苯乙烯相（PS段）是強(qiáng)的、硬的，聚丁二烯相（PB段）是軟、彈性的。如果PS只占總體積的很小一部分，則其嵌段相互聚合形成微區(qū)相疇，這些硬的微區(qū)相疇可作為多功能連結(jié)點(diǎn)，形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。但這些交聯(lián)是物理過(guò)程。受熱后交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的強(qiáng)度下降，致使嵌段共聚物可以流動(dòng)，當(dāng)共聚物冷卻后，PS相疇又重新變硬，原有的性能又恢復(fù)。兩個(gè)玻璃化溫度:Tg1為-80℃和Tg2為80℃。當(dāng)溫度升高超過(guò)SBS端基苯乙烯的玻璃化溫度時(shí)，網(wǎng)狀的星形結(jié)構(gòu)消失，塑性段開(kāi)始軟化和流動(dòng)，有利于拌

4、和與施工而在路面使用溫度下為固體起物理的交聯(lián)和增強(qiáng)效果，產(chǎn)生高拉伸強(qiáng)度和高溫下的抗拉伸能力，中基聚丁二烯提供較好的彈性和抗疲勞性能，其Tg1很低時(shí)有低溫柔性拉伸性能SBS橡膠的拉伸強(qiáng)度高達(dá)30MPa，伸長(zhǎng)率達(dá)800%。這是因?yàn)樵赟BS分子中，強(qiáng)硬段聚苯乙烯相疇起著類似常規(guī)硫化橡膠增強(qiáng)填料的作用，很好地分散在橡膠中，并與橡膠相之間牢固的結(jié)合SBS改性瀝青的基本性能瀝青加入SBS橡膠以后，在溫度和機(jī)械的作用下，首先聚苯乙烯軟化流動(dòng)，以利于在瀝青中的溶解，聚丁二烯則充分吸收瀝青中的油分和軟瀝青組分，

5、使體積發(fā)生膨脹，形成海綿狀。冷卻以后，PS再度硬化，形成物理交聯(lián)的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，瀝青進(jìn)入其三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)中，成為一個(gè)有機(jī)的高分子彈性體，具有很大的彈性變形能力，使瀝青性能得到很大改善。相容性瀝青是結(jié)構(gòu)復(fù)雜的化合物，分子量分布很寬，它是由飽和分、芳香分、膠質(zhì)和瀝青質(zhì)組成的多相體。從瀝青的組成來(lái)看，瀝青中芳香分含量高，會(huì)導(dǎo)致SBS橡膠中聚苯乙烯段的溶解，對(duì)SBS橡膠的相容性較好；若芳香分含量低，瀝青質(zhì)含量高，同SBS的相容性較差，易發(fā)生離析現(xiàn)象SBS摻量對(duì)瀝青性能的影響1981年美國(guó)杰勒德·克勞斯在研究S

6、BS橡膠瀝青微觀結(jié)構(gòu)時(shí)指出，SBS橡膠的摻量在6%~8%時(shí)，才開(kāi)始形成連續(xù)相；摻量在10%~14%時(shí)，可以形成完全的連續(xù)相，其性能接近于恒值。這個(gè)臨界結(jié)構(gòu)取決于軟瀝青滲透橡膠后發(fā)生溶脹的程度以及各種瀝青材性的變化同時(shí)還與SBS橡膠與瀝青的比例。當(dāng)SBS橡膠摻量較少時(shí)（6%）形成“海島結(jié)構(gòu)”；摻量較多（10%）的情況形成“海海結(jié)構(gòu)”?！昂：＝Y(jié)構(gòu)”的橡膠瀝青性能優(yōu)于“海島結(jié)構(gòu)”。同時(shí)SBS的摻量對(duì)瀝青的溫度穩(wěn)定性、力學(xué)性能和低溫性能都有較為顯著的影響。摻量為6%時(shí)的“海島結(jié)構(gòu)”摻量為10%時(shí)的“海海

7、結(jié)構(gòu)”摻量為6%時(shí)的“海島結(jié)構(gòu)”摻量為10%時(shí)的“海海結(jié)構(gòu)”摻量為6%時(shí)的“海島結(jié)構(gòu)”摻量為10%時(shí)的“海海結(jié)構(gòu)”助劑材料由于在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)材料瀝青的各方面所要求的性能有差異，所以在制造SBS改性瀝青時(shí)還要添加一定的助劑材料，如用軟化劑來(lái)拓展其的彈性范圍；填料劑調(diào)整瀝青的黏度、硬度、柔韌性、抗屈撓性和耐氧化性。SBS改性瀝青的應(yīng)用及優(yōu)點(diǎn)SBS改性瀝青主要應(yīng)用于高速公路及其防水層它與一般的瀝青相比有以下優(yōu)點(diǎn)：低溫路面變軟，減少低溫開(kāi)裂高溫路面變硬，減少車轍強(qiáng)度和穩(wěn)定性提高耐磨性提高抗疲勞

8、性提高抗氧化和老化提高減少路面結(jié)構(gòu)厚度改性瀝青的發(fā)展在國(guó)外的發(fā)展1950~1960年，瀝青改性材料主要是天然橡膠粉或膠乳，直接拌和使用1960~1970年，丁苯合成橡膠改性瀝青實(shí)驗(yàn)成功1971~1988年，熱塑性樹(shù)脂得到廣泛的應(yīng)用1988年至今，SBS改性劑得到國(guó)際的公認(rèn)在國(guó)內(nèi)的發(fā)展20世紀(jì)70年代前后，在全國(guó)范圍內(nèi)采用渣油吹氧稠化摻配特立尼達(dá)或阿爾巴尼亞稠瀝青改性20世紀(jì)70年代末，利用廢橡膠改性瀝青1985年開(kāi)展瀝青中摻丁苯、氯丁橡膠等改性瀝青和摻金屬皂等改善混合料性能的研究實(shí)驗(yàn)1994