辐射接枝SBS及其改性道路沥青的性能研究
文献类型：学位论文
| 作者 | 付海英 |
| 学位类别 | 博士 |
| 答辩日期 | 2005 |
| 授予单位 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 授予地点 | 中国科学院上海应用物理研究所 |
| 导师 | 姚思德 |
| 关键词 | 改性沥青 辐射接枝 流变性能 相容性 |
| 其他题名 | Studies on SBS grafted modification by y-rays radiation method andits application of modified asphalt |
| 学位专业 | 无机化学 |
| 中文摘要 | 本文对聚合物的辐射接枝研究现状和应用进行了较为详细的调研，在总结前人工作的基础上，以热塑性弹性体苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBs）三嵌段聚合物为对象开展了类固相辐射接枝创新研究，详细探索了各种条件下固相接枝率的变化规律，并对辐射接枝SBS及由此制备的改性沥青的力学性能和路用性能进行了系统测试比较，获得了有益结果。1．sBs辐射接枝方法的确立建立了以粉体SBS为原料的类固相辐射接枝方法，不使用任何引发剂与光敏剂，用补射线辐照渗透了不同单体的S略固体样品，获得了几种接枝共聚物，证实了固相共辐照接枝方法的可行性。通过辐射接枝共聚使SBS三嵌段分子引入不同极性的官能团，贝武予SBS接枝共聚物不同的理化性能，为拓宽其用途开辟了新思路。2，sBs辐射接枝方法对接枝率的影响规律采用两种类型SBS（线型YH-768和星型YH-898），利用类固相辐射接枝方法获得了以-甲基丙烯酸（MAA）、甲基丙烯酸甲酷（MMA）的SBS接枝共聚物。详细讨论了单体在粉体SBs中的扩散方法、单体浓度、辐照剂量、辐照状态、剂量率、表面活性剂和辐射敏化剂的添加等诸因素对类固相接枝率及接枝共聚物性能的影响。研究结果表明：辐照前滤去剩余扩散浸泡液，在避免单体均聚的同时提高了单体利用率，使得后处理工艺简单，减少环境污染，适用于大规模工业生产。研究表明，扩散进SBS粉体的水经辐解产生的经基可以引发生成更多的SBS自由基，使得SBS接枝率较同等条件下的有机相溶液共辐照接枝更高。使用CC14为辐射敏化剂，在相同条件下提高接枝率的同时，使接枝链更趋均匀。3．辐射接枝共聚物的表征用红外光谱（FTIR）表征』研究比较了容昭改险前后官能团特征红外吸收谱的变化，表明各种单体均以化学键与邹斗吉合'建立了以特征红外吸收峰的峰而积与酸碱滴定法相结合的测定SBS接枝量方法，获得了测定枝共聚物中MAA含量的工作曲线。该方法操作简便，准确度和精确度均可满足要求，可用于快捷监测功能化SBS-g-MAA的MAA含量。用差示扫描量热分析（DSC）、热重分析（TG）方法，研究了SBS接枝共聚物的热力学性能。接枝MAA后，SBS的PS嵌段玻璃化转化温度变化较大，接枝共聚物的高温分解温度有所提高，表明接枝MAA可改善SBS的高温稳定性，大大扩展了SBS接枝共聚物高温应用领域。用扫描电子显微镜（SEM）、原子力显微镜（AFM）研究了sBS接枝共聚物的表面微观结构，表明用建立的类固相辐射接枝法制备的SBS接枝共聚物，其接枝官能团能均匀分布在SBS中，说明研究中使用的单体在接枝固相体系中的渗透方法是有效的。x-射线衍射（XRD）研究表明，改性后的接枝共聚物的结晶度降低，无序性增加，更有利于SBs接枝共聚物在非均相有机高分子体系中的分散；并且接枝共聚物的分子量分布变宽，粘度增大，高温下的稳定度增加，证实单体接枝链显著改善了SBS的物理化学性能。4．利用综合分析手段，探索了sBS辐射接枝位点根据SBs辐射接枝机理，水辐解生成的轻基自由基可以通过抽氢和双键加成引发任何位置的自由基，结合聚合物红外光谱分析和SBs辐射接枝共聚物膜微观结构的AFM图像分析，接枝共聚物的丁二烯嵌段上接枝上了单体，以及接枝共聚物的热分析与流变性能结果显示接枝链对聚苯乙烯的影响较大。由此可以认为类固相辐射接枝法卜单体既可接枝到SBS苯乙烯嵌段的α-H上，也可以接枝到丁二烯嵌段上。5．辐射接枝共聚物（sBs-g-M）改性道路沥青的性能研究采用辐射改性的sBs（SBS-g-M）为道路沥青改性剂模型，使用动态流变试验、常规路用性能检测手段，详细研究了不同混合工艺及辐射接枝SBS与沥青的相容性对改性沥青性能的影响规律。接枝共聚物在沥青中形态研究结果显示，辐射接枝SBS-g-M在改性沥青中相容性更好，分散更均匀、网络结构更完善。小规模中试结果显示介改性沥青的低温延度为65．7cm、老化后延度为34．9cm，离析度为0．3oc，常温下放置4个月的改性沥青的离析度为云1.8°，（国家标准2.5°），表明添加辐射接枝sBS可显著提高改性沥青的贮存稳定性，这是因为单体M的引入增加了聚合物的极性，增强了SBS与沥青中胶质的相互作用，改善了聚合物与改性沥青的相容性。中试混合料检测结果显示，其力学强度、抗剥落性能、低温抗开裂能力、抗车辙能力等路用性能指标显著优于文献报道的改性沥青性能指标。由于本研究涉及诸多的专用技术，部分关键技术尚需申请专利，论文中以sBs-g-M表示辐射接枝SBS，部分研究省略了一些细节，请审阅老师谅解。 |
| 语种 | 中文 |
| 公开日期 | 2012-04-11 |
| 页码 | 123 |
| 源URL | [http://ir.sinap.ac.cn/handle/331007/7410]  |
| 专题 | 上海应用物理研究所_中科院上海应用物理研究所2004-2010年 |
| 推荐引用方式 GB/T 7714 | 付海英. 辐射接枝SBS及其改性道路沥青的性能研究[D]. 中国科学院上海应用物理研究所. 中国科学院上海应用物理研究所. 2005. |
入库方式： OAI收割
来源：上海应用物理研究所
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