改性瀝青相容性的要點分析

郭瑩瑩（內(nèi)蒙古工業(yè)大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特 101007）

1 改性瀝青的相容性及其改性機理分析

1.1 改性瀝青的相容性分析

由于改性劑以及瀝青兩者之間的結(jié)構(gòu)有著一定的差別，通過改性后的瀝青通常會出現(xiàn)離析分層的現(xiàn)象[1]。但是這種現(xiàn)象的出現(xiàn)也有相應的解決措施，就是將改性劑以顆粒狀的形式細致的分布于瀝青中，使其能夠與瀝青中的組分產(chǎn)生吸附作用，就會組織瀝青在改性后短時間內(nèi)發(fā)生分層甚至是分離的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象也被成為改性瀝青的相容性。一些研究表明，改性瀝青相容性的好壞不僅取決于改性劑摻入的數(shù)量，同時還取決于基質(zhì)瀝青的性質(zhì)，如果選擇的改性劑為聚合物改性劑，那么瀝青的相容性還與聚合物顆粒的大小有一定的聯(lián)系。

1.2 瀝青的改性機理分析

改性瀝青的主要作用就是提高瀝青在高溫下的抗變形能力，并且在低溫或者是雨天，改性瀝青對于瀝青與其混合物也沒有副作用。瀝青通過改性之后呈現(xiàn)出高溫和穩(wěn)定性的特點，低溫條件下改性瀝青也具備較好的抗裂能力以及抗水損害和粘接的能力，這種瀝青的使用壽命一般都會保持在很長的時間。一般情況下，可以將瀝青的改性機理歸結(jié)為以下幾點。首先，改性瀝青是瀝青與改性聚合物之間混合的一種最佳狀態(tài)，離散狀的聚合物均勻的分布在呈現(xiàn)連續(xù)狀的瀝青介質(zhì)當中；其次是聚合物在瀝青中產(chǎn)生一種溶脹現(xiàn)象；最后一個改性機理就是改性聚合物在瀝青中摻量需要有一個臨界值作為固定數(shù)值進行限制。當瀝青中的聚合物達到臨界摻量時，就會形成一種網(wǎng)狀的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出一定的穩(wěn)定性并且富有彈性；但是如果瀝青中聚合物的摻量超過臨界值時，就會導致瀝青的改性體系發(fā)生變化，聚合物就會由一種非連續(xù)的狀態(tài)瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)檫B續(xù)狀態(tài)，反之，瀝青也會由之前呈現(xiàn)的一種連續(xù)的狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)榉沁B續(xù)的狀態(tài)，容易出現(xiàn)離析現(xiàn)象。

2 對不同種類改性劑相容性的分析

2.1 SBS改性瀝青分析

SBS改性劑是一種彈性體并且具有一定熱塑性的改性劑，這種改性劑既具有橡膠的性能同時還具有塑料的性能，被分為兩種聚合物，分別是線型聚合物和星型聚合物[2]。與瀝青混合之后，SBS就會以一種小顆粒的形式存在于瀝青混合物當中。SBS還有一種功能，就是能夠降低表面能，降低表面能的一種形式是通過縮小表面積的形式來降低表面能，還有一種形式就是通過吸附瀝青中的一種與之類似的結(jié)構(gòu)來降低表面能。通常情況下，人們認為線型的SBS相容性比星型的SBS相容性好，主要原因是星型的SBS會將瀝青中的一些軟瀝青質(zhì)吸附掉。對SBS的相容性進行討論，其相容性的好壞不僅與SBS形狀有一定的關(guān)系，另一方面還與基質(zhì)瀝青的選擇有關(guān)，如果人們選擇的瀝青中芳香含量相對較高，就說明瀝青的相容性較好。

2.2 環(huán)氧樹脂改性劑分析

由于環(huán)氧樹脂結(jié)構(gòu)中的一些物質(zhì)與道路瀝青中的物質(zhì)有著些許的不同，從而使得環(huán)氧樹脂與瀝青之間的相容性較為困難。但是通過人們的研究表明，可以在基質(zhì)瀝青以及環(huán)氧樹脂中加入芳香性的固化劑或者是加入非離子型相容劑，就能夠組成一種環(huán)氧改性瀝青。實驗表明，環(huán)氧改性瀝青的相容性受到相容劑含量高低以及環(huán)氧樹脂含量的影響，當相容劑不斷增加時，相容性就會不斷增強，相容劑的摻量達到20%后環(huán)氧改性瀝青就會形成一種均一體系。當環(huán)氧樹脂量不斷增加時，瀝青的相容性就會慢慢降低，要想保證環(huán)氧樹脂的相容性，就必須將環(huán)氧樹脂的量控制在40%以下。環(huán)氧改性瀝青的相容性還會受到儲存溫度的影響，隨著存儲溫度的逐漸升高，環(huán)氧改性瀝青的相容性就會越來越差。為了保證環(huán)氧改性瀝青的相容性，需要加強對瀝青配置細節(jié)的注意。配置過程中需要將各組分的含量控制在一定的范圍內(nèi)，這樣不僅能夠降低瀝青配置的成本，同時還能夠提高環(huán)氧改性瀝青的相容性。

2.3 廢塑料改性瀝青的相容性分析

隨著塑料工業(yè)的發(fā)展，塑料改性瀝青逐漸發(fā)展為當今改性瀝青技術(shù)中的一項重要技術(shù)。廢塑料PE改性瀝青具有高溫穩(wěn)定性的特點，可以提升瀝青抗車轍的能力，能夠有效減少瀝青路面的變形。但是由于在廢塑料中，各種塑料的類型比較復雜，塑料的性質(zhì)也有著較大的差異，外加塑料本身有一定的聚合特性，外加瀝青與塑料分解參數(shù)相對較大，隨著時間的推移，被分解的PE在瀝青中會出現(xiàn)團聚，導致廢塑料與改性瀝青之間出現(xiàn)離析現(xiàn)象。為了改善瀝青的離析現(xiàn)象，一些研究中提出了聚合物瀝青反應性共混改性技術(shù)。這種改性技術(shù)就是通過在聚合物中加入增溶劑以及交聯(lián)劑等不同的添加劑使瀝青在于PE分子進行混合的過程中發(fā)生交聯(lián)等化學反應，這樣一來，一方面能夠提升改性效果，減少PE的用量，另一方面還能夠提高瀝青的穩(wěn)定性[3]。

瀝青與PE是廢塑料中的兩種主要成分，這兩種成分從熱力學上來講是不相容的，其性質(zhì)有著很大的差異，但是通過兩種方法能夠提高瀝青的相容性，一種是添加穩(wěn)定劑的方法，還有一種就是添加相容劑的方法，其中穩(wěn)定劑是屬于化學反應物質(zhì)中的交聯(lián)劑，能夠阻止PE與瀝青出現(xiàn)離析，相容劑與PE改性劑之間有著一定的物理作用，能夠促使PE改性瀝青呈現(xiàn)一種穩(wěn)定性的狀態(tài)[4-5]。此外，改善廢塑料改性瀝青的相容性還需要做好PE類型的選擇，并且需要不斷改善加工工藝，采用一種成熟的加工方法增強聚合物改性瀝青的融合度。加工人員需要確定正確的加料順序，在短時間內(nèi)保持最低的加工溫度以及改性瀝青儲存的穩(wěn)定性，從而避免瀝青出現(xiàn)老化，獲得較好的改性瀝青。

3 結(jié) 語

相容性問題是改性瀝青性能提高的關(guān)鍵，因此，需要建立相容性評價體系，尋找合適的相容材料，可以在瀝青中加入一些金屬鹽來提升瀝青的性能。此外，可以通過尋找新型的改性劑改變?yōu)r青的離散問題，例如采用SBS或者是熱固性材料，作為熱固性材料的環(huán)氧瀝青混凝土比較接近水泥混凝土的強度，與瀝青混合在一起能夠恰當?shù)奶嵘秊r青的性能，增強瀝青的穩(wěn)定性，使其獲取更好的抗壓能力，為公路運輸提供良好的基礎。

[1]文躍.SBS改性克拉瑪依瀝青的相容性研究[D].中國石油大學(華東),2011.

[2]張恒龍,余劍英,李啟剛等.TLA改性瀝青的性能與改性機理研究[J].公路,2010,(3)：121-125.

[3]王濤.廢舊塑料改性瀝青相容性研究[D].中國石油大學(華東),2010.

[4]王昊鵬,龔明輝,楊軍等.納米改性瀝青研究進展[J].石油瀝青 ,2015,29(3)：51-58.

[5]楊克紅,毛三鵬,熊良銓等.基質(zhì)瀝青族組成優(yōu)化與降低改性瀝青反應溫度的研究[J].石油瀝青,2013,27(6)：1-6.