基质沥青与SBS相容性的预测.pdf

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1、2014年8月石油沥青PETROLEUMASPHALT第28卷第4期·试验与研究·基质沥青与SBS相容性的预测熊良铨，毛三鹏，彭煜(中国石油克拉玛依石化公司炼油化工研究院，克拉玛依834000)摘要：沥青与SBS的相容性是改性沥青的一个重要参数，相容性的优劣对于沥青能否与SBS共混制得性能良好的改性沥青产品，以及改性沥青能否保持良好的储存稳定性有重要的影响。相容性好的沥青容易与SBS共混形成稳定的胶体结构制得稳定性良好的改性沥青产品；反之，则不利于SBS的稳定分散。如果能够事先预测SBS与沥青的相容性，则对于改性沥青的研究和生产具有指导意义。研究采

2、用了两种方法预测基质沥青与SBS的相容性，一是借助溶解度参数计算方法，二是对比分析沥青的族组成与相容性的相关性。关键词：SBS改性沥青相容性烃组成溶解度参数随着公路交通的快速发展，高速公路的车流数只是提到过沥青与SBS存在的相容性问题，量和单轴荷载量迅猛增加，超载重载车辆增多，而对基质沥青与SBS相容性的预测则鲜有报道。对石油道路沥青的路用性能提出了更高的要求。1沥青与SBS混合体系的特性人们发现利用苯乙烯一丁二烯一苯乙烯(SBS)沥青与SBS是否能简单混溶及二者的混合三嵌段高分子共聚物与沥青混合制成复合材料，特性如何，首先从SBS和沥青的基本性质

3、进行可以有效的提高道路沥青的高温抗车辙、低温下探讨。SBS属苯乙烯类热塑性弹性体，是苯乙烯抗开裂性能和路面的耐久性llJ。在众多的聚合一丁二烯一苯乙烯三嵌段共聚物(StyreneButa—物中，苯乙烯一丁二烯一苯乙烯热塑性弹性体dienest)ireneblockpolymer)，称为热塑性丁苯嵌作为改性剂对基质沥青改性后，基质沥青的高、段共聚物或热塑性丁苯橡胶，简称SBS，根据合低温性能均有良好改善效果，是当前应用最普遍成方法不同分为线型结构和星型结构，外观为白的聚合物改性剂。色疏松柱状，相对密度0．92～0．95，熔融温度由于SBS与沥青很难混

4、容，为了解决SBS约为200oC，线型SBS平均分子量(8一l2)×在沥青中的分散问题，使得SBS和沥青能够形lO，星型SBS平均分子量(14—30)×10。虽成稳定的分散体系，以发挥SBS对沥青性能的然SBS的丁二烯段含有少量未饱和的双键，但改进作用，长期以来相继开发了苯类溶剂预溶是SBS不具有强的化学极性。胀、母液分散、胶体磨研磨、机械剪切物理分石油沥青通常来自于原油蒸馏塔底残渣，是散、添加化学助剂等各种方法。经过多年工业实石油中最重的组分，由多种碳氢化合物及其非金践，逐渐形成了剪切研磨物理分散和添加化学稳属(氧、硫、氮)的衍生物组成的混合物。

5、元定剂的化学分散相结合的方法。单纯靠物理分散素组成主要是碳(80％一87％)、氢(10％～不可能形成稳定的体系，当前大部分研究集中于15％)，其次是非烃元素，如氧、硫、氮等(<开发不同的稳定剂。化学稳定剂改性方法存在的3％)。沥青的25℃密度在1．0g／cm。左右，分主要问题是：相同的化学稳定剂对不同基质沥青的改性效果不同，有的甚至表现出没有效果。收稿日期：2014—03—11。在研究中发现，如果基质沥青与SBS的相作者简介：熊良铨，男，工程硕士，高级工程师，在中国石油克拉玛依石化公司工作，从事炼油工艺、环烷基润滑容性不好，即使使用化学稳定剂，也很

6、难得到稳油和沥青新产品开发，获得国家科技进步一等奖1项，省定性良好的改性沥青。当前改性沥青的文献大多部级科技成果lO项，发表论文18篇。2石油沥青2014年第28卷子量一般在600～1000之间。按照沥青族组成2．2溶解度参数与相容性分析，沥青由饱和分、芳香分、胶质和沥青质四根据热力学第二定律，两种能够相容的化合组分组成。沥青属于弱极性物质，介电常数在物要形成稳定的、无规则的、分子混合的均相体2．60～3．0之间。系，必须是在等温、等压下的自由能变化小于或从上述分析可看出，SBS是弱极性高分子聚等于零。而自由能变化△Gm可表示为：合物，分子量超过1

7、0×10；而石油沥青的分子△G：vo(1—62)12+Tk(n1ln+1+量约为600—1000，二者相差巨大，属于非相似n2In+)(1)相容体系，不可能直接混合形成稳定分散体系。式中：——混合物的摩尔体积，m／mol；从热力学来讲，SBS与石油沥青的混合需要较高、——组分1、2的溶解度参数，MPa“；的温度，而聚合物的混合是熵增过程，根据热力、——组分1、2的体积分数；学第一定律可知，其混合过程的自由能变化Gn、n2——组分1、2的摩尔分数；不可能小于零，属于不可自发进行的过程。由于k——波尔兹曼常数。SBS和沥青的组成结构差别较大，二者共混时

8、不一般情况下Tk(In++n2In+：)的值很易形成稳定体系，在热储存过程中易发生SBS和小，可忽略，△Gm可简化为沥青相