氧化、蒸馏对沥青性能的影响研究

论文摘要

世界经济的飞速发展对沥青的品种数量要求日益增多,对其质量也提出了越来越高的要求,如何提高沥青的性能尤其是抗老化性能以全面提高沥青的质量一直是沥青研究和生产关注的焦点。沥青的改性研究一直是提高沥青性能的重要途径,该研究领域一直十分活跃,近期的研究主要集中在三个方面:分别是聚合物改性沥青,用以改善沥青低温脆裂性、高温流淌性以及提高沥青使用的耐久性;其次是硫化改性工艺,用以提高其软化点、降低针入度和温度敏感性并有抗燃烧作用;最后是目前获广泛应用的沥青氧化法改性沥青。沥青氧化是将软化点低、针入度及温度敏感性大的减压渣油或溶剂脱油沥青或它们的调合物,在一定温度条件下通入空气,使其组成发生变化,软化点升高,针入度及温度敏感度减小,以达到沥青规格指标和使用性能要求。通过改变原料组成和氧化的条件(温度、时间、通风量)即调整氧化深度,可以生产道路沥青、建筑沥青及其它专用沥青等。其中沥青氧化分为非催化氧化和催化氧化。对沥青进行催化氧化,与非催化氧化相比,可大大提高反应速度,降低氧化条件(比如可以缩短氧化反应时间),提高产品质量,尤其对沥青产品低温性能的改善更为显著。对非催化氧化和催化氧化后的样品进行了减压蒸馏,通过分析发现,减压蒸馏后的样品的延度保持较好。然后对非催化氧化和催化氧化及它们蒸馏后的四种样品和原料进行了常规分析、薄膜烘箱试验、粘温性质分析、四组分分析和PG分析。性能比较表明,非催化氧化蒸馏后在针入度较大的情况下反而具有较大的针入度比,说明它具有较好的抗老化性能。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 选题的背景及意义
• 1.2 沥青氧化概况
• 1.2.1 沥青在氧化过程中的化学变化及反应机理
• 1.2.2 沥青的老化
• 1.2.3 沥青氧化工艺
• 1.3 沥青的分离
• 1.4 本文研究的主要任务
• 第二章 试验部分
• 2.1 试验方案
• 2.2 原料
• 2.3 催化剂
• 2.4 仪器设备
• 2.5 氧化和蒸馏试验
• 2.5.1 氧化试验
• 2.5.2 蒸馏试验
• 2.6 薄膜烘箱试验
• 2.7 旋转薄膜烘箱试验
• 第三章 氧化、蒸馏对沥青性能的影响
• 3.1 沥青氧化过程中的影响因素
• 3.1.1 原料性质的影响
• 3.1.2 氧化温度的影响
• 3.1.3 氧化时间的影响
• 3.1.4 氧化空气量的影响
• 3.2 氧化、蒸馏条件的确定
• 3.2.1 氧化条件的确定
• 3.2.2 蒸馏条件的确定
• 3.3 沥青蒸馏过程中的物料平衡
• 3.4 软化点、延度和针入度的测定
• 3.4.1 软化点测定
• 3.4.2 延度测定
• 3.4.3 针入度测定
• 3.5 四组分测定
• 3.6 布氏旋转粘度测定
• 3.7 试验结果与讨论
• 3.7.1 高温性能
• 3.7.2 低温性能
• 3.7.3 抗老化性能
• 3.7.4 感温性能
• 第四章 沥青全分析
• 4.1 现行道路石油沥青的分级标准
• 4.2 真空毛细管粘度测定
• 4.3 PG分析
• 4.4 沥青分级结果
• 4.4.1 针入度分级
• 4.4.2 粘度分级
• 4.4.3 PG分级
• 4.5 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢