煤沥青改性及其性能地研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：学位论文煤沥青的改性及其性能研究杭继虎指导教师姓名：张福强教授河北工业大学申请学位级别：硕士学科、专业名称：高分子化学与物理论文提交日期：2012年3月论文答辩日期：2012年4月学位授予单位：河北工业大学答辩委员会主席：评阅人：2012年4月DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofChemistryandPhyscisofPolymersModificationandPer

2、formanceofCoalTarPitchbyHangJihuSupervisor:Prof.ZhangFuqiangApril2012河北工业大学硕士学位论文煤沥青的改性及其性能研究摘要石油沥青混凝土路面具有平整度好，抗车辙能力好等优点，但是优质石油沥青的价格相对较高。我国是以煤为燃料能源的国家，煤焦油沥青的合理利用对我国道路事业的发展至关重要。煤沥青具有较好的润湿、粘附性能和抗油侵蚀性能，煤沥青路面摩擦系数大，但是热敏性差，夏天易软化、流淌，冬天易脆裂，易老化，延展性差。本文首先研究了胶粉对煤沥

3、青的共混改性效果，通过微波辐射的方法将胶粉降解，胶粉的溶胀率随着微波频率的增大，微波时间的延长而增加。升高共混温度，增加胶粉用量均会改善煤沥青的温度敏感性。当温度在130℃条件下，加入10.0%的胶粉与煤沥青共混3.0h，改性效果较好，其软化点提高到39.3℃，延度达到了51.0cm。采用三聚甲醛对煤沥青进行化学改性，通过三聚甲醛与煤沥青稠环芳烃的反应，提高了稠环芳烃之间的交联程度。随着反应时间的延长，交联剂用量的增加，改性煤沥青的软化点呈现上升趋势，说明交联程度不断增加。在催化剂选择方面，酸性较强的

4、浓硫酸催化效果比对甲苯磺酸催化效果好。当温度在110℃，浓硫酸用量为3.0%，三聚甲醛用量为30.0g条件下制得改性煤沥青，其软化点可以达到48.4℃，延度为103.7cm，针入度为8.3mm。以戊二醛部分代替三聚甲醛，通过戊二醛的键接长度来改善煤沥青的交联程度。随着混合醛中戊二醛比例的增加，改性煤沥青的软化点有所提高。当交联剂用量为1.0mol，其中戊二醛/三聚甲醛配比为2:8时得到的改性煤沥青性能较好，软化点为52.6℃，延度为106.7cm。关键词：煤沥青，交联反应，软化点，针入度，延度i煤沥青

5、的改性及其性能研究MODIFIEDANDPERFORMANCERESEARCHOFCOALTARPITCHABSTRACTTheadvantagesofpetroleumasphaltconcretepavementareevennessandanti-rutting,butthecostofhigh-qualitypetroleumasphaltishigher.Beingamainenergysources,coalindustrygiveofflotsoftarpitchandit’simpor

6、tanttoutilizethiskindofwasteforroad-making.Thetarpitchhasgoodweeting,adhesionandresistanttooilerosion,andthecoalasphaltpavedroadspossesstheadvantageofthefrictioncoefficient.Ontheotherhand,thepoorheat-sensitiveofcoaltarpitchleadstosofteninginthesummer,an

7、dembrittlement,easyageingandpoorductilityinthewinter.Inthispaper,themodifiedcoaltarpitchthroughrubberpowderblendandthedegradationoftherubberpowderthroughmicrowaveradiationwasinvestigated.Withtheincreaseinthetimeofmicrowaveandmicrowavefrequency,thepowder

8、swellingratioincreased.Theelevationofblendingtemperatureanddosageofrubberpowerleadtothetemperaturesensitivityofcoaltarpitchimproved.Theresultsshowedthat,theblendingtemperatureat130℃,rubberpowdercontentbeing10.0%andthereactioncycl