SBS改性沥青简介.doc

SBS改性 沥青 简介 SBS改性 沥青的定义 SBS改性沥青是以基质沥青为原料加入一定比例的SBS改性剂通过 剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中形成SBS共混材料利用SBS良好的物理性能 对沥青做改性处理 SBS改性沥青的特性 1.温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力 2.有较好的抗车辙能力其弹性和韧性 3.高了路面的抗疲劳能力特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力可减少路面的永久变形 4.粘结能力特别强能明显改善路面遇水后的抗拉能力并极大地改善了沥青的水稳定性 5.高了路面的抗滑能力 6.强了路面的承载能力 7.减少路面因紫外线辐射而导致的沥青老化现象 8.减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏 SBS的定 义 SBS属于苯乙 烯类热塑性弹性体是苯乙 烯—丁二烯—苯乙烯三嵌段共聚物 SBS中聚苯乙烯链 段和聚丁二烯链段明显地呈现两相结构聚丁二烯为连续相聚苯乙烯为分散相使其具有2个玻璃化转变温度第一个玻璃化转变温度Tg1为-88-83℃第二个玻璃化转变 温度Tg2 为90℃在Tg1Tg2之间端基聚苯乙烯聚集在一起形成微区分散于聚丁二烯连续相之间起到物理交联、固定链段、硫化增强及防冷流作用具有硫化橡胶的高弹性和抗疲劳性能当温度升至Tg2时聚苯乙烯相软化和流动使得SBS 具有树 脂流动加工性。

这种两相分离结构使其能与 沥青基质形成空间立体网络结构从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等在众多的沥青改性剂中SBS 能 够同时改善沥青的高低温性能及感温性能使其成为研究和应用最多的品种SBS改性沥青目前占全球沥青需求量的61之多1 SBS改性沥青的生产 一般来说沥青的SBS改性需要经过溶胀、剪切、发育三个过程 对于SBS改性沥青体系来说溶胀与相容存在密切关系溶 胀大小直接影响了相容性的好坏如果SBS在沥青中无限溶胀则体系变成完全相容溶 胀行为与改性沥青生产、加工工艺和高温贮存稳定性等有密切的关系 随着温度升高溶胀速度明显加快在高于SBS的PS玻璃化转变的熔融加工温度溶胀明显另外SBS的结构对溶胀行为有明显影响星型SBS的溶胀速度较线型的慢相关计算表明SBS溶胀成分的密度集中在0.97一1.019/cm3之间接近芳香分的密度 剪切是整个改性过程中中关键的一步往往剪切的效果会影响最终的结果胶体磨是改性沥青设备的核心它处于高温、高速运转的环境下胶体磨的外层为夹套结构设有循环保温系统同时起减震和降低噪音的作用胶体磨内部为带有一定数量齿槽的环状动盘和环状定盘磨刀间隙可以调整物料粒度的均匀性和胶溶效果由齿槽的深度、宽度及磨刀的数量、形成结构的特定工作区域来决定。

随着动盘高速旋转改性剂受到强大的剪切和碰撞而不断分散将颗粒磨细与沥青形成混溶的稳定体系达到均匀共混的目的充分溶胀后SBS与沥青混合均匀研磨颗粒越小SBS在沥青中的分散程度越高改性沥青的性能越好一般为了达到比较好的效果可以进行多次研磨 改性沥青的生产最后都要经过发育的过程研磨后沥青进入成品罐或者发育罐温度控制在170-190℃在搅拌器的作用下进行一定时间的发育过程在这个过程中往往加入某种改性沥青稳定剂来提高改性沥青的储存稳定性 SBS改性沥青机理 沥青的化学 组成结构与沥青胶体结构、物理性能、流变性能的关系相当复杂沥青改性是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的 改性沥青相容体系的稳定性有两个含义一个是体系的物理稳定性即在热储存过程中聚合物颗粒与沥青相不发生分离或离析另一个是化学稳定性即在热储存过程中随时间的增加改性沥青的性能不能有明显的变化改性沥青的相容性和稳定性都需要通过基质沥青和聚合物间配伍性研究及加入适宜的助剂实现 沥青与聚合物混合形成相容体系改善了沥青的使用性能根据沥青的改性原理不论是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后分布在沥青中还是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后形成连续相沥青重组分分布在聚合物相中都是因为聚合物的存在改善了沥青的高、低温性能并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性因此聚合物吸附沥青中的油分形成连续的网状结构是最大限度发挥聚合物改性作用的关键。

改性沥青网状结构形成的一种说法是聚合物吸附、溶胀、发生相转化的过程在聚丙 烯改性沥青过程中高温下的聚合物吸附沥青中的油分并溶胀体积扩大链扩展当聚合物的量达到一定值时溶胀后聚合物的体积达到连续相所需要的体积时体系发生相转化聚合物由分散相转化为连续相沥青球形颗粒分布在聚合物连续相中 改性沥青网状结构的形成的第二种说法是聚合物缠绕沥青第二结构的过程这一说法的前提是基质沥青第二结构的存在这种说法认为基质沥青中缩合度较强的芳香环具有带正电荷和负电荷的极性部分这种分子的存在使得基质沥青体系具有了像蛋白质、尼龙一样的棒状类似聚合物的结构这种结构赋予了沥青一定的弹性沥青中的中性部分分散在棒状结构中使体系的粘度增加当体系加热时这种棒状结构被破坏当然这种破坏是可逆的 沥青经SBS改性后没有改 变自身及沥青分子的化学结构单元改性过程以物理改性为SBS易吸收沥 青中的饱和分发生溶胀溶胀后的SBS 极性更接近胶质 SBS与沥青组挤的部分相容性改变了沥青组分分布从而影响沥青的相态转变沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀和聚合物粒子对沥青组分的良好吸附是对沥青进行聚合物改性、提高沥青性能的基础沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间三维网状结构产生很大的影响进而影响其性能。