沥青接枝马来酸酐型增容剂的制备及应用研究

论文摘要

随着我国经济的高速发展,交通运输业的日益发达,公路建设规模越来越大,交通量迅猛增大,车辆的重型化和大型化对道路的破坏越来越严重,普通沥青路面已经不适应这种变化。而大跨径钢桥梁正交异性面板由于受力和变形更为复杂,对铺装材料要求更高,采用普通的重交沥青已经达不到要求,因此越来越多的高等级公路和钢桥面铺装采用聚合物改性沥青。常用的聚合物改性沥青是采用橡胶或热塑性树脂分散在沥青中以实现对沥青的加劲和增韧而制得的,然而这些聚合物改性沥青在钢桥面铺装中因为外力和环境的作用下会出现严重的破坏。本文采用热固性环氧树脂与沥青共混,制备出一种以沥青分散在环氧树脂不可逆的化学交联网络里的改性沥青,可以有效抵抗这种外力和环境的破坏。本文通过MAH接枝沥青,改变沥青的极性,使之与环氧树脂极性相近,达到与环氧树脂相容的目的。本文通过FTIR表征了MAH接枝沥青,对比沥青红外图谱,发现多出了1857cm-1MAH的特征吸收峰,表明MAH成功接枝到沥青上。通过滴定法研究了MAH转化率与MAH添加量,反应时间,温度,引发剂DCP用量的关系,结果表明当MAH添加量为4%,反应时间为4小时,温度为140℃,DCP用量为单体质量的0.5%时,MAH的转化率在研究范围内最大。在最佳反应条件下制得的改性沥青与环氧树脂混合,通过离析实验,荧光显微分析表征其相容性,结果表明改性沥青与环氧树脂相容性大大提高。在最佳条件下制得的改性沥青在抽真空4小时以后与固化剂,助剂混合均匀后再与环氧树脂混合在120℃固化4小时制备环氧沥青。通过力学性能测试确定固化剂与环氧树脂配比为0.8：1,环氧树脂添加量为改性沥青的40%时制得的环氧沥青表现出较好的力学性能。通过红外光谱研究了环氧树脂的固化反应,在环氧沥青中出现1734cm-1吸收峰,而环氧基的特征吸收峰916cm-1消失,表明环氧树脂发生了交联反应；在最佳环氧树脂与固化剂,沥青配比,以及最佳促进剂添加量条件下制得的环氧沥青拉伸强度为7.4MPa,断裂伸长率为5.4%,剪切强度为3.4MPa,在300℃不熔化,常温下吸水率为0.34%。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 课题的提出
• 1.1.1 常用沥青聚合物改性剂
• 1.1.2 环氧树脂改性剂
• 1.2 正交异性板钢桥面的发展及特点
• 1.2.1 正交异性板钢桥面的发展及结构特点
• 1.2.2 正交异性钢桥面铺装特点和要求
• 1.2.3 钢桥面防水粘结层
• 1.3 热固性环氧沥青
• 1.3.1 环氧沥青的国内外研究分析
• 1.3.2 环氧沥青铺装层的特性
• 1.3.3 环氧沥青制备和应用中的问题
• 1.4 本文研究的内及目的
• 1.4.1 本文研究内容
• 1.4.2 研究目的
• 第二章 沥青与环氧树脂相容性研究
• 2.0 引言
• 2.1 主要原料及性质
• 2.1.1 沥青
• 2.1.2 环氧树脂
• 2.1.3 顺丁烯二酸酐（MAH）
• 2.2 顺酐化沥青的制备
• 2.3 样品分析与测试
• 2.3.1 红外光谱分析
• 2.3.2 转化率测定
• 2.3.3 离析实验
• 2.3.4 荧光显微分析
• 2.4 结果与讨论
• 2.4.1 红外光谱分析
• 2.4.2 反应条件的确定
• 2.4.2.1 MAH添加量对转化率的影响
• 2.4.2.2 温度和时间对转化率的影响
• 2.4.2.3 DCP用量对转化率的影响
• 2.4.3 环氧树脂马来酸酐接枝沥青相容性判断
• 2.5 小结
• 第三章 环氧沥青的制备与研究
• 3.1 前言
• 3.2 实验部分
• 3.2.1 主要原料
• 3.2.2 环氧沥青的制备
• 3.3 性能测试与表征
• 3.3.1 流变性能测试
• 3.3.2 性能测试
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 环氧树脂与固化剂配比确定
• 3.4.2 环氧树脂与顺酐化沥青配比确定
• 3.4.3 促进剂对环氧树脂固化时间的影响
• 3.4.4 红外分析
• 3.4.5 热固性验证
• 3.4.6 吸水率测试
• 3.5 小结
• 第四章 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 建议与展望
• 参考文献
• 致谢
• 发表文章及科研成果