SBS接枝技術(shù)在瀝青路面中的研究進(jìn)展

(長(zhǎng)安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西 西安 710064)

SBS接枝技術(shù)在瀝青路面中的研究進(jìn)展

余進(jìn)洋

(長(zhǎng)安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 陜西 西安 710064)

SBS作為一種性能優(yōu)良的改性劑，目前被廣泛應(yīng)用于瀝青路面中。本文對(duì)國(guó)內(nèi)外關(guān)于SBS接枝技術(shù)在瀝青路面中的應(yīng)用進(jìn)行相應(yīng)的概述，并針對(duì)不同類型的接枝單體對(duì)SBS接枝進(jìn)行分類。并對(duì)接枝技術(shù)對(duì)瀝青路面的影響進(jìn)行相應(yīng)總結(jié)。

SBS；接枝；瀝青路面；單體

引言

由于SBS 的分子結(jié)構(gòu)中存在雙鍵，因而可以使用極性單體對(duì) SBS 進(jìn)行接枝改性，破壞分子中的雙鍵，降低 SBS 本身的化學(xué)活性，使其不易被氧化。由于 SBS 的聚丁二烯鏈段的C =C雙鍵或雙鍵鄰位的亞甲基非常活潑，在引發(fā)劑或輻射作用下，會(huì)與含有雙鍵的單體發(fā)生反應(yīng)，使單體接枝到SBS 上，生成接枝 SBS 共聚物，增大 SBS 分子的極性，改善 SBS 與瀝青的相容性。

一、SBS單體接枝

(一)SBS接枝馬來(lái)酸酐

李銀濤等[1]通過(guò)輻射接枝改性法制備得到SBS-g -MAH，發(fā)現(xiàn)若將SBS-g -MAH 用作瀝青改性劑，其熱氧穩(wěn)定性可能會(huì)優(yōu)于原始的SBS改性瀝青。黃錦華等[2]分析了馬來(lái)酸酐(MAH)不同摻量對(duì)SBS改性瀝青微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響。發(fā)現(xiàn)隨MAH摻量的增加，SBS改性瀝青的相容性先改善后變差。王曦林等[3]采用溶液接枝法制備了具有不同接枝率的甲基丙烯酸甲酯接枝SBS、丙烯酸接枝SBS和馬來(lái)酸酐接枝SBS，結(jié)果表明：MAH-g-SBS改性瀝青的針入度、延度、軟化點(diǎn)和黏度都隨接枝率的增大而增加，MMA-g-SBS、AA-g-SBS提高了改性瀝青的延度；三種接枝SBS改性瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性均得到顯著改善。王曦林等[4]通過(guò)溶液共聚法制備了不同接枝率的馬來(lái)酸酐接枝SBS，制備了MAH-g-SBS改性瀝青灌縫材料，發(fā)現(xiàn)在SBS分子鏈上已接枝上MAH，MAH-g-SBS可以明顯提高改性瀝青灌縫材料的粘結(jié)強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長(zhǎng)率和低溫柔韌性，且改性效果隨接枝率增大而提高。王淑娟等[5]以瀝青三組分分析法為基礎(chǔ)，構(gòu)建瀝青分子模型，采用分子模擬方法對(duì)甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、馬來(lái)酸酐接枝前后SBS與瀝青相容變化進(jìn)行研究。結(jié)果表明：?jiǎn)误w接枝后SBS分子的溶解度參數(shù)提高，與瀝青溶解度參數(shù)更為接近，與瀝青間相容性提高；改性瀝青混合前后能量差值計(jì)算表明，單體接枝后 SBS改性瀝青體系熱力學(xué)體系更加穩(wěn)定。

(二)SBS接枝甲基丙烯酸甲酯

余劍英等[6]采用溶液接枝法制備了具有不同接枝率的MMA接枝SBS，研究表明：MMA-g-SBS改性瀝青的軟化點(diǎn)、針入度、延度和粘度均隨接枝率的增大而增加，儲(chǔ)存穩(wěn)定性得到明顯提高。張宏亮等[7]結(jié)合共聚原理，成功地完成了SBS與MMA的接枝共聚，并找出了SBS接枝MMA的最高接枝率時(shí)的溫度與引發(fā)劑用量。劉擁君等[8]以過(guò)氧化二苯甲酰為引發(fā)劑，水為分散相，用即可作溶劑又可作共聚單體的甲基丙烯酸甲酯與SBS在開(kāi)放體系下進(jìn)行懸浮接枝共聚反應(yīng)。并用紅外光譜對(duì)接技物進(jìn)行了表征，同時(shí)通過(guò)正交實(shí)驗(yàn)探討了最佳合成工藝。

(三)SBS接枝其他單體

錢春香等[9]選擇與瀝青相容性好的單體，對(duì)SBS進(jìn)行接枝改性。研究表明通過(guò)適量的接枝，可以顯著改善瀝青與SBS的相容性。姚壯為等[10]研究了以過(guò)氧化苯甲酞為引發(fā)劑的丙烯酸丁酯與SBS嵌段共聚物的接枝共聚反應(yīng),合成了接枝共聚物SBS-g-BA。研究表明：SBS嵌段共聚物中，聚丁二烯的1，2-順式1，4-構(gòu)型比反式1，4-構(gòu)型更容易發(fā)生接枝共聚反應(yīng)。劉靜等[11]研究發(fā)現(xiàn)乙烯基三甲氧基硅烷單體能增強(qiáng)SBS對(duì)極性材料表面的粘接性能，同時(shí)改善了SBS的熱穩(wěn)定性。周妍等[12]通過(guò)瀝青基本性能測(cè)試、紅外光譜測(cè)試、熒光顯微鏡研究了接枝SBS對(duì)改性瀝青穩(wěn)定性能的影響及其機(jī)理。發(fā)現(xiàn)丙烯酸接枝到SBS上提高了改性瀝青的高溫儲(chǔ)存穩(wěn)定性。

二、SBS多元接枝

付海英等[13]利用γ射線輻射接枝法分別制備甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯兩種單體接枝星型 SBS 聚合物，采用傅立葉紅外光譜、差示掃描熱分析、熱重分析、核磁共振譜等手段對(duì)接枝聚合物進(jìn)行了表征，確定了單體成功地引入SBS 鏈上，同時(shí)發(fā)現(xiàn)SBS接枝聚合物具有較好的高溫穩(wěn)定性。梁紅文等[14]采用馬來(lái)酸酐、十二烯基丁二酸酐的一種或二者任意比例的混合物對(duì)SBS進(jìn)行化學(xué)接枝，采用雙螺桿擠出機(jī)成型，再切粒，隨后與瀝青進(jìn)行共混改性。通過(guò)測(cè)試軟化點(diǎn)、延度、相對(duì)分離值等指標(biāo)，說(shuō)明接枝作用明顯改善了SBS與瀝青之間的相容性和高溫儲(chǔ)存性，縮短了熔融共混的時(shí)間。

三、結(jié)論

綜上，接枝技術(shù)對(duì)瀝青性能能產(chǎn)生相應(yīng)的影響，且性能主要體現(xiàn)在改性瀝青的儲(chǔ)存穩(wěn)定性和相容性上。且目前SBS接枝技術(shù)在瀝青混合料中的性能研究較少，有望在此方面開(kāi)展相應(yīng)的研究。

[1]李銀濤, 李林繁, 張艷, 等. 輻射接枝改性 SBS-g-MAH 熱氧老化研究[J]. 核技術(shù), 2009 (5): 351-355.

[2]黃錦華, 陳守明, 陳偉三. 馬來(lái)酸酐對(duì) SBS 改性瀝青的性能影響[J]. 合成材料老化與應(yīng)用, 2013 (4): 25-29.

[3]王曦林, 程松波, 余劍英, 等. 不同單體接枝 SBS 改性瀝青的性能研究[J]. 石油瀝青, 2008, 22(4): 26-29.

[4]王曦林, 余劍英, 程松波, 等. MAH-g-SBS 改性瀝青灌縫材料的制備與性能[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2007, 29(9): 59-61.

[5]王淑娟, 鄭永昌, 丁勇杰. 基于分子模擬技術(shù)的單體接枝 SBS 與瀝青相容性研究[J]. 公路與汽運(yùn), 2013 (1): 100-102.

[6]余劍英, 程松波, 王曦林, 等. 接枝率對(duì) MMA-g-SBS 改性瀝青性能的影響[J]. 武漢理工大學(xué)學(xué)報(bào), 2008, 30(9): 1-4.

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[9]錢春香, 解建光, 王鴻博. 接枝 SBS 改性瀝青的制備及性能[J]. 東南大學(xué)學(xué)報(bào): 自然科學(xué)版, 2005, 35(3): 404-408.

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[12]周研, 齊國(guó)才, 張國(guó)強(qiáng), 等. 接枝 SBS 對(duì)改性瀝青穩(wěn)定性的影響及機(jī)理研究[J]. 中外公路, 2007, 27(4): 239-242.

[13]付海英, 虞鳴, 李林繁, 等. SBS 輻射接枝共聚研究 III: 星型 SBS 接枝改性[J]. 輻射研究與輻射工藝學(xué)報(bào), 2005, 4: 007.

[14]梁紅文，羅紅平. 一種提高 SBS 與瀝青相容穩(wěn)定性的方法：中國(guó)，ZL01106853.1[P]. 2002-08-28.

余進(jìn)洋(1993-)，女，長(zhǎng)安大學(xué)特殊地區(qū)公路工程教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，研究生。