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：由不同分子量的碳氫化合物及其非金屬衍生物組成的黑褐色復雜混合物，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膠凝材料。改性瀝青是指摻加樹脂、高分子聚合物、天然瀝青、磨細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的結構SBS高分子鏈具有串聯(lián)結構的不同嵌段：塑性段和橡膠段，形成類似合金的“金相組合”機構，每個丁二烯鏈段（B）的末端都連接一個苯乙烯嵌段（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。線型結構分子量低，溶解性好，但內(nèi)聚強度不足；星型結構分子量較高，內(nèi)聚強度較大，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℃會引起

3、氧化分解化學特性在SBS橡膠的化學結構中，聚苯乙烯相（PS段）是強的、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點，形成交聯(lián)的網(wǎng)狀結構。但這些交聯(lián)是物理過程。受熱后交聯(lián)網(wǎng)絡的強度下降，致使嵌段共聚物可以流動，當共聚物冷卻后，PS相疇又重新變硬，原有的性能又恢復。兩個玻璃化溫度:Tg1為-80℃和Tg2為80℃。當溫度升高超過SBS端基苯乙烯的玻璃化溫度時，網(wǎng)狀的星形結構消失，塑性段開始軟化和流動，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)和增強效果，產(chǎn)生高拉伸強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很低時有低溫柔性拉伸性能SBS橡膠的拉伸強度高達30MPa，伸長率達800%。這是因為在SBS分子中，強硬段聚苯乙烯相疇起著類似常規(guī)硫化橡膠增強填料的作用，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，在溫度和機械的作用下，首先聚苯乙烯軟化流動，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)狀結構，瀝青進入其三維網(wǎng)狀結構中，成為一個有機的高分子彈性體，具有很大的彈性變形能力，使瀝青性能得到很大改善。相容性瀝青是結構復雜的化合物，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。從瀝青的組成來看，瀝青中芳香分含量高，會導致SBS橡膠中聚苯乙烯段的溶解，對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摻量對瀝青性能的影響1981年美國杰勒德·克勞斯在研究S

6、BS橡膠瀝青微觀結構時指出，SBS橡膠的摻量在6%~8%時，才開始形成連續(xù)相；摻量在10%~14%時，可以形成完全的連續(xù)相，其性能接近于恒值。這個臨界結構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還與SBS橡膠與瀝青的比例。當SBS橡膠摻量較少時（6%）形成“海島結構”；摻量較多（10%）的情況形成“海海結構”。“海海結構”的橡膠瀝青性能優(yōu)于“海島結構”。同時SBS的摻量對瀝青的溫度穩(wěn)定性、力學性能和低溫性能都有較為顯著的影響。摻量為6%時的“海島結構”摻量為10%時的“海海

7、結構”摻量為6%時的“海島結構”摻量為10%時的“海海結構”摻量為6%時的“海島結構”摻量為10%時的“海海結構”助劑材料由于在實際應用中，對材料瀝青的各方面所要求的性能有差異，所以在制造SBS改性瀝青時還要添加一定的助劑材料，如用軟化劑來拓展其的彈性范圍；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改性瀝青的應用及優(yōu)點SBS改性瀝青主要應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：低溫路面變軟，減少低溫開裂高溫路面變硬，減少車轍強度和穩(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構厚度改性瀝青的發(fā)展在國外的發(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驗成功1971~1988年，熱塑性樹脂得到廣泛的應用1988年至今，SBS改性劑得到國際的公認在國內(nèi)的發(fā)展20世紀70年代前后，在全國范圍內(nèi)采用渣油吹氧稠化摻配特立尼達或阿爾巴尼亞稠瀝青改性20世紀70年代末，利用廢橡膠改性瀝青1985年開展瀝青中摻丁苯、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驗1994