论文部分内容阅读
本文以聚乙烯(PE)改性沥青为研究对象,以提高聚乙烯改性沥青高温储存稳定性为切入点,通过添加聚乙二醇(PEG)稳定聚乙烯网络结构来提高整体的稳定性。通过改变聚乙二醇的分子量、聚乙二醇的含量、添加反应性物质二苯基甲烷二异氰酸酯(MDI)等实验条件,制备不同体系的改性沥青,从而获得具有高模量、高弹性、高温稳定性较好的改性沥青材料。考察不同分子量的PEG对沥青/PE体系的影响。研究发现,改性沥青复合模量的提高并不是随着PEG分子量的增大而呈现单调递增关系,其中改性效果较好的两种PEG分子量为8×10~2和8×10~6。结合DSC结果,当温度低于70°C(PEG8×10~6的熔点附近)时,复合模量最高的为PEG8×10~6的沥青/PE/PEG体系,当温度高于70°C时,复合模量最高的为PEG8×10~2的沥青/PE/PEG体系。相分离结构表明,PE富集相在所有的改性沥青体系中均形成网络结构,有助于提高改性沥青的高温稳定性。在180°C恒温退火过程中,PEG8×10~2的沥青/PE/PEG体系具有更稳定的网络结构,从而提高了改性沥青的复合模量,反映了其较好的抗变形性能和抗车辙性能。基于前一部分的研究结果,PEG分子量为8×10~2的沥青/PE/PEG体系具有很好的流变性能,以及其在改性沥青体系中为非晶态,能直接区分结晶相和非晶相,以便清楚地观察PE富集相网络结构的演化过程。考察不同含量的PEG对沥青/PE体系的影响。结果表明,当PE含量不变而PEG含量逐渐增大时,改性沥青的复合模量整体提高,且各体系的复合模量随温度的变化都呈现出一个先下降再保持稳定的趋势,即存在一个模量平台,反映出改性沥青在平台温度范围内的流变稳定性,直至PE完全熔融平台模量才陡然下降。PEG含量的增大可以有效降低平台起始温度,使得改性沥青的高温流变稳定性与实际路面的最高温度相匹配。相分离结构表明,沥青/PE/PEG体系都能通过粘弹相分离形成由PE富集相构成的网络结构,而PEG含量较高时,PEG形成的分散相可防止PE相网络结构的破碎,从而提高体系的复合模量及抗车辙性能。基于以上研究,选用分子量为8×10~2的PEG,它的羟值较高,化学反应活性较高,与MDI发生化学反应提供条件。以沥青/PE/PEG体系为主体,向体系中加入反应性物质MDI进行改性沥青。研究发现,MDI的加入不会影响改性剂的熔融结晶行为,但能提高改性沥青的复合模量,其流变性能的提高与改性沥青体系中新物质生成有关。相分离结构表明,加入MDI后的改性沥青体系,PE富集相网络结构的分散性、互连性、高温稳定性更好,有助于平衡和稳定改性沥青性能。