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环氧化SBS的制备与应用

作　者: 李军伟
导　师: 吴大诚
学　校: 四川大学
专　业: 材料学
关键词: 环氧化SBS 改性沥青特性粘数耐油性耐热性针入度软化点延伸度老化粘度
分类号: TQ317
类　型: 硕士论文
年　份: 2004年
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内容摘要

采用原位环氧化工艺对苯乙烯—丁二烯—苯乙烯嵌段共聚物（SBS）进行了环氧化改性，制得环氧化SBS（ESBS），并以ESBS为改性剂对沥青进行了改性，研究了影响沥青改性效果的各项因素。环氧化SBS的红外光谱图（IR）显示环氧化后出现了与环氧基团有关的1250cm^-1吸收峰，证实了原位环氧化工艺使SBS发生了环氧化反应，对比不同反应时间制得的ESBS的红外光谱图，发现反应时间越长，在1700—1740 cm^-1和3500 cm^-1（羰基和羟基吸收峰）处的吸收峰越强，说明反应时间延长，开环副反应增加，不利于环氧化反应的顺利进行。SBS环氧化反应的研究结果显示：甲苯是SBS环氧化反应的最佳溶剂，反应速率最快，SBS环氧化反应其适宜条件为：反应温度70℃、反应时间3h、SBS溶液浓度100g／L、甲酸：过氧化氢（30％）（v／v）为1：2.5，所得ESBS的环氧基质量分数为12.7％。研究了环氧化SBS的特性粘数、拉伸性能、耐油性和耐热性。ESBS的特性粘数大于SBS的特性粘数，并且随环氧基质量分数的提高呈线性增长，ESBS的甲苯溶液的特性粘数值大于其氯仿溶液的特性粘数值。ESBS与SBS比较，其拉伸强度有所提高，扯断伸长率降低，扯断永久变形降低。ESBS的耐油性明显优于SBS，且在同一种试验介质（汽油、柴油、真空泵油或机油）中，耐油性随环氧基质量分数的提高而提高；通过热重分析（TG）比较ESBS和SBS耐热性，发现ESBS的耐热性比SBS低，且随环氧基质量分数提高耐热性变坏，但差别不太明显。将ESBS作为一种新型沥青改性剂，以沥青的三项常规指标（软化点、针入度、延伸度）为判断依据，研究了不同种类ESBS、ESBS的环氧基质量分数、ESBS的加入量以及反应时间对改性沥青的影响，并讨论了影响改性沥青粘度的因素。环氧化SBS改性沥青研究表明：将壳牌ESBS做为改性剂的改性沥青的综合性能优于岳化ESBS做为改性剂的改性沥青；ESBS的环氧基质量分数的变化影响改性沥青的三大指标，其中对延伸度的影响最明显，随环氧基质量分数的增大，改性沥青的延伸度迅速下降。ESBS的加入量和反应时间对改性沥青的三大指标影响也很大，实验表明，加入量以6%最佳，反应时间选5小时合适。改性沥青的粘度随ESBS的环氧基质量分数和加入量的增加而增大，随反应时间的延长而降低。 ESBS改性沥青的生产工艺简单，在进一步完善理论研究的基础上，可以实现工业化生产，该研究在沥青改性技术方面具有理论意义和实用价值。关键词:环氧化SBS，改性沥青，特性粘数，耐油性，耐热性，针入度，软化点，延伸度，老化，粘度

全文目录

第一章绪论  8-22
  1.1 沥青  8-10
    1.1.1 沥青的分类  8
    1.1.2 沥青的化学组成  8
    1.1.3 沥青的胶体结构  8-9
    1.1.4 沥青的物理性质  9-10
    1.1.5 沥青的主要用途  10
  1.2 改性沥青  10-14
    1.2.1 聚合物改性剂  11
    1.2.2 聚合物改性剂对沥青的改性机理  11-12
    1.2.3 聚合物改性沥青技术要求  12-13
    1.2.4 聚合物改性沥青的制备方法  13-14
  1.3 SBS改性剂  14-20
    1.3.1 SBS的结构与性能  14
    1.3.2 SBS的化学改性  14-15
    1.3.3 SBS的环氧化改性  15-18
    1.3.4 环氧化SBS(ESBS)的表征及性能  18-20
  1.4 本文的研究内容、研究目的及创新点  20-22
第二章 SBS环氧化改性  22-33
  2.1 实验部分  22-24
    2.1.1 主要原料及试剂  22
    2.1.2 环氧化SBS的制备  22
    2.1.3 分析测试与表征  22-24
  2.2 结果与讨论  24-31
    2.2.1 SBS的环氧化改性  24
    2.2.2 环氧化SBS的表征  24-25
    2.2.3 SBS环氧化的影响因素  25-28
    2.2.4 环氧化SBS的性能  28-31
  2.3 本章小结  31-33
第三章环氧化SBS改性沥青  33-44
  3.1 实验部分  33-34
    3.1.1 主要原料及试剂  33
    3.1.2 ESBS改性沥青的制备  33-34
    3.1.3 ESBS改性沥青性能测试  34
  3.2 结果与讨论  34-43
    3.2.1 影响ESBS改性沥青三大指标的因素  34-38
    3.2.2 影响ESBS改性沥青粘度的因素  38-41
    3.2.3 ESBS改性沥青的老化性能  41-42
    3.2.4 ESBS改性沥青的机理  42-43
  3.3 本章小结  43-44
第四章结论  44-45
参考文献  45-47
声明  47
读硕期间发表论文  47-48
感谢  48

环氧化SBS的制备与应用

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