層狀雙金屬氫氧化物-受阻酚抗氧劑改性瀝青的制備與性能研究.pdf

1、瀝青路面具有行車舒適性高、抗滑性能好和養(yǎng)護(hù)維修簡便等優(yōu)點(diǎn)，已成為國內(nèi)外高等級(jí)公路建設(shè)的首選路面類型，但是路用瀝青材料在其鋪設(shè)和使用過程中，容易受到熱、氧和紫外光等外界因素作用而發(fā)生老化，造成路面出現(xiàn)龜裂、車轍和坑槽等病害，從而導(dǎo)致瀝青路面路用性能劣化、使用壽命縮短。因此，提高瀝青材料抗紫外光和熱、氧老化性能，對(duì)于降低瀝青路面的維護(hù)成本和延長瀝青路面的使用年限具有重要的意義。
　　本文研究了層狀雙金屬氫氧化物（Mg-Al LDHs）

2、、受阻酚抗氧劑（Irganox1010）及其復(fù)合抗老化劑（Mg-Al LDHs/Irganox1010）對(duì)瀝青物理性能和老化性能的影響。采用動(dòng)態(tài)剪切流變儀（DSR）、傅立葉變換紅外光譜儀（FTIR）和棒狀薄層色譜-氫火焰離子探測(cè)儀（TLC-FID）對(duì)老化前后瀝青的流變性能、官能團(tuán)結(jié)構(gòu)、化學(xué)組分以及膠體結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征分析，探討了不同抗老化劑對(duì)瀝青組成、結(jié)構(gòu)的影響及其與性能變化的關(guān)系。主要研究結(jié)論如下：
　?。?）Mg-Al LDHs

3、增大了SK-70瀝青的軟化點(diǎn)和粘度，降低了瀝青的針入度和延度，可顯著提高 SK-70瀝青抗紫外光老化和短期熱氧老化性能，但對(duì)長期熱氧老化性能的改善作用不明顯。
　?。?）Irganox1010使SK-70瀝青的針入度和延度有所升高，軟化點(diǎn)和粘度略微減小，可有效增強(qiáng) SK-70瀝青的抗熱氧老化能力，在較低摻量時(shí)對(duì)瀝青的紫外老化性能也具有一定的改善效果。
　?。?）Mg-Al LDHs和Irganox1010復(fù)合改性使瀝青的軟化

4、點(diǎn)和粘度略微增大，針入度和延度有所減小，對(duì)瀝青的抗短期熱氧老化、長期熱氧老化和紫外光老化能力均有優(yōu)良的改善作用，其中Mg-Al LDHs對(duì)瀝青紫外光老化性能的改善起主導(dǎo)作用，Irganox1010則在改善瀝青長期熱氧老化性能方面發(fā)揮了主要作用。
　　（4）DSR分析表明，Irganox1010的加入降低了SK-70瀝青的復(fù)數(shù)剪切模量，增大了其相位角，而 Mg-Al LDHs表現(xiàn)出相反的影響規(guī)律。Mg-Al LDHs/Irganox

5、1010復(fù)合使用時(shí)，由于Mg-Al LDHs摻量較大，復(fù)合抗老化劑仍在一定程度上增大了瀝青的復(fù)數(shù)剪切模量，減小了其相位角。Mg-Al LDHs、Irganox1010及其復(fù)合抗老化劑均能夠減小瀝青短期熱氧老化和紫外老化前后流變參數(shù)的變化量，其中復(fù)合抗老化劑使瀝青老化前后復(fù)數(shù)剪切模量和相位角的變化量最小。
　　（5）FTIR分析表明，基質(zhì)瀝青和加入不同抗老化劑的改性瀝青老化后羰基和亞砜基含量均有一定程度的增加，但Mg-Al LDHs

6、/Irganox1010復(fù)合改性瀝青老化后的增幅最小，表明復(fù)合抗老化劑有效抑制了 SK-70瀝青老化過程中含氧官能團(tuán)的生成，從而減緩了瀝青熱氧和光氧老化程度。此外，Irganox1010和Mg-Al LDHs/Irganox1010改性瀝青老化后酚羥基含量下降，表明Irganox1010通過俘獲活性自由基的方式起到終止鏈反應(yīng)的作用。
　?。?）TLC-FID測(cè)試表明，Mg-Al LDHs的加入對(duì)SK-70瀝青四組分影響較小，Irg

7、anox1010則提高了瀝青中芳香分含量，導(dǎo)致膠體穩(wěn)定指數(shù)（Ic）的上升，使瀝青更趨于溶膠化。熱氧和紫外老化后，Mg-Al LDHs/Irganox1010復(fù)合改性瀝青的膠體穩(wěn)定指數(shù)最大，表明復(fù)合抗老化劑在提高瀝青抗老化性能方面更為有效。
　?。?）對(duì)4種不同產(chǎn)地瀝青的改性實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，Mg-Al LDHs/Irganox1010均使其針入度和延度降低，軟化點(diǎn)和粘度升高，但對(duì)不同瀝青的影響程度有明顯差異。復(fù)合抗老化劑對(duì)4種瀝青耐熱