Tionchar sineirgíochta Palygorskite Nana-Orgánach ar Airíonna Asfalt Athraithe SBS ar Chruth Réaltaí Cuid 1

Teibí: Le forbairt go mear ar thógáil eacnamaíoch, tá asfalt modhnaithe styrene-butadiene-styrene (SBS) á n-úsáid níos mó agus níos forleithne in innealtóireacht mhórbhealaigh, ach tá go leor easnaimh fós sa phróiseas úsáide. Chun a fheidhmíocht úsáide a fheabhsú tuilleadh, rinneadh nana-phalygorskite orgánach (A-Pal) agus SBS réalta-chruthach a chomhdhlúthú chun asfalt modhnaithe a fháil sa staidéar seo. Feabhsaíodh cobhsaíocht ardteochta asfalt modhnaithe SBS tar éis é a ionchorprú le A-Pal don tástáil cobhsaíochta ardteochta ag réiméadar lomadh dinimiciúil. Ba cheart don A-Pal feabhas a chur ar fhuinneamh saor ó dhromchla agus greamaitheacht asfalt modhnaithe SBS ag an anailís tástála cobhsaíochta uisce. Léiríonn an tástáil aosaithe gur féidir le A-Pal dianscaoileadh teirmeach ocsaigine SBS a laghdú agus feidhmíocht frith-aosaithe agus friotaíocht tuirse asfalt modhnaithe SBS a fheabhsú. Tá éifeacht feabhsaithe áirithe ag A-Pal ar fheidhmíocht íseal-teocht asfalt modhnaithe SBS mar a léirítear le tástáil friotaíochta crack íseal-teocht. Tá dea-chobhsaíocht stórála ag baint le asfalt modhnaithe SBS-chomhdhéanta A-Pal i ngnáth-theocht leis an teocht comhoiriúnachta ríthábhachtach is ísle.

Cliceáil ar Cá háit is Féidir Liom a Cheannach Cistanche

【Le haghaidh tuilleadh eolais:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】

Eochairfhocail: pail-sgít; SBS; asfalt modhnaithe; airíonna seolaíochta

1. Réamhrá

Le blianta beaga anuas, tá nana-ábhair agus nana-theicneolaíocht curtha i bhfeidhm níos minice i réimse na n-ábhar tráchta cosán, agus tá asfalt nana-mhodhnaithe anois ar cheann de na hábhair teo taighde [1-4]. Faoi láthair, cuirtear ábhair shileacáit nana-chisealacha i bhfeidhm go ginearálta ar ábhair asfalt mar gheall ar a n-aschur mór agus dea-fheidhmíocht [5-7]. Is féidir leis an sileacáit nana-layered le struchtúr criostail speisialta, a chuireann móilíní asfalt isteach sa struchtúr cisealta, an spásáil ciseal a mhéadú, feabhas a chur ar struchtúr craiceann an fhoirm, rud a chuireann cosc ​​​​ar ocsaigin ó dhul isteach san asfalt agus moill a chur ar a dul in aois. Mar sin, tá dea-airíonna frith-mheáchain agus frith-aosaithe ag asfalt nana-mhodhnaithe [8–10]. Ag an am céanna, is féidir le nana-ábhair atá modhnaithe go horgánach feabhas a chur ar an méid scaipthe polaiméire san asfalt freisin, ag soláthar ionchais forbartha leathan do asfalt modhnaithe sa todhchaí.

Slabhra sraitheach de mhianraí cré sileacáit maignéisiam-alúmanam atá saibhir i uisce is ea Palygorskite (Pal), ar a dtugtar attapulgite freisin. Tá cáil air mar "rí na cruinne" as a raon leathan feidhmchlár. Tá struchtúr criostail Pal tréithrithe ag na leatháin tetrahedral Si-O dhá-chiseal atá ceangailte leis na leatháin octahedron aon-ciseal (Mg, Al) -O, agus tá na sraitheanna aonaid ceangailte le ocsaigin chun criostail pore a fhoirmiú. struchtúr [11]. Líontar na pores le huisce zeolite agus uisce criostail chun criostail shingil shnáithíneach a bheith ann. Tá fad thart ar 0.5 go 1.0 µm ag an snáithín aonair, cuid acu fiú suas le 1 cm, agus trastomhas de thart ar 20 go 30 µm [12]. Tá Pal in úsáid go forleathan i réimsí na n-ábhar brataithe [13], stroighin [14], asfalt, agus ábhar tógála eile mar gheall ar a reology maith, adsorbability, agus costas níos ísle [15-17].

Léiríonn roinnt staidéir gur féidir le láithreacht Pal nana-orgánach feabhas a chur go héifeachtach ar fhriotaíocht aosaithe asfalt agus ar chomhoiriúnacht idir polaiméir agus asfalt. Tá Zhang et al. [10] rinne Pal orgánach a shintéisiú faoi ionradaíocht micreathonn agus cuireadh i bhfeidhm é ar asfalt modhnaithe rubair bútaidhé-éin Styrene (SBR). Fuair ​​​​siad amach gur fheabhsaigh organic-Pal comhoiriúnacht agus cobhsaíocht stórála asfalt modhnaithe SBR. Ansin, rinne siad staidéar ar airíonna sreabheolaíocha agus moirfeolaíocha asfalt modhnaithe SBR le orgánach-Pal agus fuair siad amach go bhfuil éifeacht dhearfach ag organic-Pal maidir le feabhas a chur ar shlaodacht agus airíonna frith-rutting asfalt modhnaithe SBR [18]. Tá Sun et al. Chuir [15] Pal i bhfeidhm ar asfalt eapocsa agus fuarthas amach go bhfuil éifeacht mhaith aige ar airíonna teanntachta agus greamaitheacha. Tá Jin et al. [19] chuir organic-Pal i bhfeidhm ar asfalt agus fuarthas amach go raibh feabhas mór ar fhriotaíocht aosaithe asfalt. Faoi láthair, is annamh a dhéantar staidéar ar éifeacht Pal orgánach ar asfalt styrene-butadiene-styrene (SBS). Chun a éifeacht a thuiscint a thuilleadh agus feabhas a chur ar fheidhmíocht asfalt modhnaithe SBS, bhain an staidéar seo úsáid as an modhnóir SBS réalta-chruthach YH-801 agus an palygorskite nana-orgánach (A-Pal) chun asfalt comhdhlúite SBS-mhodhnaithe a ullmhú. Is féidir leis an Pal an chuid éadrom den asfalt a asaithe le asaithe láidir, ionas gur féidir struchtúr colóideach an asfalt a athrú agus cobhsaíocht teocht an asfalt modhnaithe a fheabhsú [20].

2. Modh Ullmhúcháin agus Tástála Ábhair

2.1. Ábhair

Tháirg Maoming Peitriceimiceach Co., Ltd (Guangzhou, an tSín) an asfalt 70 # (AH-70) leis na torthaí tástála feidhmíochta bunúsacha a thaispeántar i dTábla 1. Is i Jiangsu, an tSín a tháinig an palygorskite. Léirítear na paraiméadair bhunúsacha feidhmíochta i dTábla 2. Táirgeadh an copolymer bloc styrene-bútaidhé-éin-styrene réalta-chruthach YH-801 (SBS4303) ag Yueyang Baling Petrochemical (Hunan, China) le cóimheas bloc de 30/70.

2.2. Ullmhú Asfalt SBS-Modhnaithe A-Pal-Compounded

Bunaithe ar ár dtaighde roimhe seo [19,21], déileáladh le Pal le tuaslagán 1 mol / L HCl ag 60 ◦C ar feadh 1 h chun roinnt cáithníní móra agus cationic lasmuigh den amhábhar a bhaint, ansin nite go neodrach agus triomaithe. Scaipeadh an Pal cóireáilte agus -aminopropyltriethoxysilane (APTES) i dtuaslagán xiléin, agus baineadh úsáid as an modh aife comhdhlúthúcháin le haghaidh corraigh maighnéadach ar feadh 10 h, ansin nite arís agus arís eile leis an scagáit, a thriomú agus a brúite chun A-Pal a fháil chun an comhoiriúnacht a fheabhsú. an maitrís asfalt. Ullmhaíodh na méideanna de 0 wt faoin gcéad , 1 wt faoin gcéad , 3 wt faoin gcéad , agus 5 wt faoin gcéad A-Pal , a chomhdhéanann 5 wt faoin gcéad den asfalt modhnaithe SBS, leis an modh cumasc leá (ainmnithe AH-70). móide 5Y, AH-70 móide 5Y móide 1A, AH-70 móide 5Y móide 3A, agus AH-70 móide 5Y móide 5A, faoi seach).

2.3. Tréithriú

Baineadh úsáid as micreascóp fluaraiseachta (FM) chun cur síos a dhéanamh ar mhoirfeolaíocht chéim asfalt modhnaithe le solas gorm-corcra gearr-tonn (λ=420 nm) excitation (DM3000, Leica). Breathnaíodh ar mhoirfeolaíocht chéim an chomhpháirt fluaraiseacha san asfalt ag micreascópacht optúil chun staidéar breise a dhéanamh ar an gcomhghaol idir micreastruchtúr agus airíonna macrascópacha [22].

2.4. Meastóireacht Reiligiúin Ardteochta

Tagraíonn feidhmíocht ardteochta asfalt do chumas asfalt seasamh in aghaidh dífhoirmiúchán buan faoi ualach, a ndearnadh measúnú air ag réiméadar lomadh dinimiciúil (DSR, MCR 301, Anton Paar, an Ostair) le haghaidh scanadh teochta agus minicíochta. tástálacha scanadh. Rinne an AASHTO T315-05 [23] an tástáil scanadh teochta chun staidéar a dhéanamh ar éifeacht an athraithe teochta ar an modulus lomadh casta G* agus uillinn phas δ d’asfalt modhnaithe SBS-chomhdhúile A-Pal, le a ráta téimh 2 ◦C/min agus teocht 40 ~ 90 ◦C. Baineann an chuid is mó de asfalt faoi theocht oibre na pábhála leis an sreabhach pseudo-plaisteach neamh-Newtonian, agus laghdaítear slaodacht asfalt le ráta lomadh méadaithe. Nuair a bhí an ráta lomadh an-ard nó an-bheag, tháinig slaodacht an tsreabháin neamh-Newtonian pseudo-plaisteach i dtreo tairiseach, agus tugadh an chéad réigiún sreafa Newtonian ar an réigiún nár athraigh slaodacht asfalt leis an ráta lomadh agus an ráta lomadh. dara réigiún sreafa Newtonian. Bhí slaodacht an sreabhach pseudo-plaisteach neamh-Newtonian sa chéad réigiún agus shroich sé uasmhéid nuair a bhí sé tairiseach, ar a dtugtar slaodacht lomadh náid (ZSV) [24]. Bhí slaodacht an tsreabháin pseudo-plaisteach neamh-Newtonian sa dara réigiún agus shroich sé íosmhéid nuair a bhí sé tairiseach, ar a dtugtar an slaodacht lomadh interfacial (ISV). Feistíodh na torthaí tástála ag samhail Carreau agus ríomh ZSV [25]. Baineadh úsáid as an tástáil ag teocht 60 ◦C de réir an AASHTO T315-05, 25 mm den phláta ascalach agus tiús scannáin 1 mm don tástáil scanadh minicíochta sa raon 0.01–100 Hz, agus scanadh an cuar ag fás easpónantúil.

2.5. Meastóireacht ar Chobhsaíocht Uisce

Rinneadh uillinneacha teagmhála na samplaí asfalt modhnaithe SBS-chomhdhéanta A-Pal a thomhas ag an ionstraim tomhais uillinn teagmhála (DSA100, Kruss, an Ghearmáin). Rinneadh an modh titim sessile le huisce íon, formamide, agus glycol eitiléine. Ríomhadh an fuinneamh saor ó dhromchla ag modh Owens-Wendt-Rabel-Kaelble (OWRK) [26], agus cuireadh an gaol idir na trí cinn in iúl le modh OWRK mar seo a leanas.

i gcás inarb é sl fuinneamh saor ó dhromchla na céime soladach-leachtach, is é l fuinneamh saor ó dhromchla an leachta, is é s fuinneamh saor ó dhromchla an tsóid, is é ld comhpháirt scaipthe an leachta, is é sd comhpháirt scaipthe an leachta. soladach, is é lp comhpháirt polar an leachta agus is é sp comhpháirt polach an tsóid.

Bunaithe ar an anailís ar shonraí fuinnimh saor ó dhromchla ar thrí ábhar mianraí coitianta, ríomhadh an obair ghreamaitheachta (An raibh) don asfalt ar dhromchla an ábhair mhianra mar a thaispeántar i gcothromóid (3) [27,28].

Tabhair Cothromóid (1) isteach i gcothromóid (2) chun:

i gcás inarb é ad comhpháirt scaipthe an asfalt, is é sd comhpháirt scaipthe an ábhair mhianra, is é p a comhpháirt polar an asfalt, agus is é p s comhpháirt polar an ábhair mianraí.

Is féidir an t-athrú ar fhuinneamh saor in aisce Gibbs (∆Gaws) i ngach céim den damáiste spalling a chur in iúl trí obair exfoliation [29] agus an abairt ríomh mar seo a leanas:

Tabhair Cothromóid (1) isteach sa chothromóid thuas chun:

áit arb é w fuinneamh saor ó dhromchla an uisce, is é d w comhpháirt scaipthe an uisce, agus is é p w comhpháirt polar an uisce.

2.6. Measúnú Feidhmíochta Aosaithe

The aging performance of A-Pal-compounded SBS-modified asphalt was evaluated by the short-term aging, long-term aging, and fatigue factor. The mass loss rate (MLR),  softening point increment index (∆S), rutting factor aging index (RAI), and zero shear viscosity aging index (ZSVAI) of asphalt samples were analyzed after aging treatment in the rolling thin film oven test (TFOT) and pressure aging vessel (PAV) to simulate the short-term and long-term aging of asphalt by AASHTO R28-09 [30]. The critical temperature (fatigue limit temperature) grade corresponding to the fatigue factor (G* × sinδ >5000 kPa) ón tástáil tuirse teochta, mar innéacs chun friotaíocht tuirse asfalt a mheas.

2.7. Íseal-Teocht Meastóireacht Rheological

Tagraíonn feidhmíocht íseal-teocht asfalt do chumas asfalt seasamh in aghaidh scoilteadh faoi ualach. Rinneadh measúnú ar fhriotaíocht crack íseal-teocht an asfalt modhnaithe tar éis dul in aois TFOT móide PAV le réiméadar bíoma lúbthachta (BBR), de réir an tsonraíocht AASHTO T313-12 [31]. De réir na sonraíochta, ba é 6 ◦C an raon tástála go dtí nár chomhlíon feidhmíocht an asfalt na ceanglais. Tástáladh an stiffness creep flexural agus luach m faoi na teochtaí 0, −6, −12, −18, agus −24 ◦C le hualach de {{10}}.980 ± 0.05 N ar feadh 240 s.

3. Torthaí agus Plé

3.1. Tréithe moirfeolaíocha

Rinneadh FM chun dáileadh agus struchtúr SBS agus A-Pal a urramú san asfalt modhnaithe [32]. Chun an t-idirdhealú idir asfalt agus modhnóirí a fheabhsú, taispeántar an chuid asfalt den íomhá mar dhubh, agus taispeántar an chuid polaiméire mar spotaí geal glas tríd an gile a thaispeántar i bhFíor 1 a choigeartú. Taispeántar asfalt mar an chéim leanúnach, agus an scaipthe. -phase scaipeadh SBS mar fhoirm oileán sa pháirc maitrís [33]. Taispeánann Figiúr 1b cuid mhór de thrasnaisc SBS blocacha beaga san asfalt, rud a chuimsíonn cuid bheag agus dáileadh scaipthe an asfalt gan A-Pal. Tá cumas íseal ag SBS asfaltenes bog a ionsú ó asfalt, rud a fhágann go bhfuil comhoiriúnacht íseal ann. Tar éis 1 wt faoin gcéad A-Pal (Fíor 1c) a chur leis, méadaíodh an cion de shubstaintí fluaraiseacha beagán, agus bhí an scaipeadh fós scaipthe go míchothrom san asfalt. Bhí méadú áirithe ar chumas polaiméire SBS chun asphaltenes bog a ionsú tar éis A-Pal a chur leis, rud a d'eascair leathnú toirte polaiméire SBS agus méadú ar an gcéim swelling [22]. Le Chomh maith A-Pal (Fíor 1d, e), leanann an cion de shubstaintí fluaraiseacha ag méadú, agus an leibhéal scaipthe a bheith níos mó agus níos comhionann. Tar éis A-Pal a chur leis, feabhsaíodh comhoiriúnacht polaiméir SBS le asfalt go pointe áirithe; ba cheart feabhas a chur ar fheidhmíocht íseal teochta agus tuirse asfalt modhnaithe [19].

3.2. Feidhmíocht Ardteochta Asfalt A-Pal-Compounded SBS-Mathraithe

Is táscaire tábhachtach de asfalt é an cobhsaíocht ardteochta. Taispeántar i bhFíor 2 an t-athrú ar an bhfachtóir rutted a fhaightear leis an tástáil scanadh teochta. Is féidir a fheiceáil go gcuidíonn cur leis SBS agus A-Pal le feabhas a chur ar an bhfachtóir rutting agus ar an bhfriotaíocht rutting. Tar éis SBS a chur le asfalt, léirigh fachtóir rutting asfalt méadú mór agus friotaíocht níos fearr ar rutting. Tháinig méadú leanúnach ar an bhfachtóir malartaithe nuair a corpraíodh A-Pal chun an fhriotaíocht sracadh a mhéadú tuilleadh. I gcomparáid leis an staidéar roimhe seo, tá sé comhsheasmhach agus níor athraigh sé mar gheall ar na cineálacha éagsúla SBS [18,19]. Bhí an fachtóir scuaine is airde agus an cumas frith-sracadh is láidre ag an sampla le hábhar A-Pal de 5 wt faoin gcéad, rud a léiríonn gur féidir le ionchorprú A-Pal cobhsaíocht teochta asfalt modhnaithe SBS a fheabhsú. Laghdaíonn luach an fhachtóra rutting leis an teocht ag méadú, agus bhí an ráta mar an gcéanna, rud a léiríonn go bhfuil na hairíonna sreabheolaíocha céanna ag na samplaí asfalt modhnaithe go léir.

Is í teocht chriticiúil an fhachtóra rocadh an fachtóir teochta comhfhreagrach de G*/sin δ {{0}}.0 kPa sa tástáil fachtóir sáinnithe sa Chlár Straitéiseach Taighde Highway (SHRP). Taispeántar teocht chriticiúil gach sampla i dTábla 3. D’fhéadfadh SBS an teocht chriticiúil a ardú 7.2 ◦C, i gcomparáid le AH-70. Tar éis A-Pal a chur leis, mhéadaigh an teocht ríthábhachtach fachtóir rutting go leanúnach, agus mhéadaigh an teocht uasta go 75.7 ◦C, a bhí 20 faoin gcéad níos airde ná an asfalt maitrís.

Méadaíonn ZSV an asfalt modhnaithe le méadú ar ábhar A-Pal, a bhí cosúil le toradh tástála an fhachtóra rutting (Tábla 4). Mhéadaigh ZSV an mhaitrís asfalt 296 faoin gcéad nuair a cuireadh SBS leis. Tar éis 1 wt faoin gcéad A-Pal a chur leis, mhéadaigh ZSV an asfalt modhnaithe go 949.4 Pa·s, a bhí níos airde ná sin an asfalt modhnaithe gan ach SBS. Agus an t-ábhar A-Pal ag méadú, leanann luach ZSV ag méadú, agus ardaíonn luach ZSV an asfalt leasaithe SBS-mhodhnaithe 5 faoin gcéad go 1291.8 Pa·s, a bhí 423 faoin gcéad níos airde ná sin an mhaitrís asfalt. Léirigh sé go raibh an modh cumaisc éifeachtach chun cobhsaíocht ardteochta an ceanglóra asfalt a fheabhsú.

【Le haghaidh tuilleadh eolais:george.deng@wecistanche.com / WhatApp:86 13632399501】