SBS改性瀝青課件

1、SBS改性瀝青 講 解 ：王鴻臣 制作人 ：劉 攀 王鴻臣平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS改性瀝青 講解內(nèi)容SBS介紹SBS改性瀝青介紹SBS改性瀝青應用前景平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！講解內(nèi)容SBS介紹平生不做皺眉事 世上一 SBS介紹基本性質(zhì)： 物理性質(zhì)： 外觀：為白色疏松柱狀固體。相對分子質(zhì)量：線型SBS平均相對分子質(zhì)量8萬12萬，星型SBS平均相對分子質(zhì)量14萬30萬 。相對密度：0.920.95 。溶解性：SBS溶于環(huán)己烷、甲苯、苯、甲乙酮、醋酸乙酯、二氯乙烷，不溶于水、乙醇、溶劑汽油等?；瘜W性質(zhì)：SBS的相對分子質(zhì)量對性能有很大影響，相對分子質(zhì)量大，溶液黏度大，粘接強

2、度高。產(chǎn)品中的單體組成比很重要，隨著苯乙烯與丁二烯之比S/B增大，聚合物溶液黏度變小，拉伸強度和硬度增加。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！一 SBS介紹基本性質(zhì)：平生不做皺眉事 世上應無一 SBS介紹性能：具有優(yōu)良的拉伸強度、彈性和電性能，永久變形小，屈撓和回彈性好，表面摩擦大。 耐臭氧、氧，紫外線照射性能與丁苯橡膠類似。透氣性優(yōu)異。 由于主鏈含有的雙鍵使SBS耐老化較差，在高溫空氣的氧化條件下，丁二烯嵌段會發(fā)生交聯(lián)，從而使硬度和黏度增加 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！一 SBS介紹性能：具有優(yōu)良的拉伸強度二 SBS改性瀝青定義：基質(zhì)瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪

3、拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青定義：基質(zhì)瀝青為原料，二 SBS改性瀝青特性： 1.溫差較大的地區(qū)有很好的耐高溫、抗低溫能力 2.有較好的抗車轍能力，其彈性和韌性好 3.提高了路面的抗疲勞能力，特別是在大流量、超載嚴重的公路上具有良好的應變能力，可減少路面的永久變形 4.粘結能力特別強，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并極大地改善了瀝青的水穩(wěn)定性 5.提高了路面的抗滑能力 6.增強了路面的承載能力 7.減少路面因紫外線輻射而導致的瀝青老化現(xiàn)象 8.減少因車輛滲漏柴油、機油和汽油

4、而造成的破壞平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青特性： 二 SBS改性瀝青SBS改性瀝青的生產(chǎn)：溶脹剪切發(fā)育平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青SBS改性瀝青的生產(chǎn)：平生不做生產(chǎn)工藝流程基質(zhì)瀝青基質(zhì)瀝青低溫瀝青罐（110-140）高溫瀝青罐（170-175）改性瀝青A罐膠體磨循環(huán)煉磨改性瀝青成品與集料結合脫桶初步溶脹充分發(fā)育AA B-B C-C改性劑SBS強烈分三階段試配給量平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！生產(chǎn)工藝流程基質(zhì)瀝青基質(zhì)瀝青低溫瀝青罐（110-140）高工藝流程平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！工藝流程平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！設備平生不做皺

5、眉事 世上應無切齒人 ！設備平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青SBS改性瀝青機理：瀝青改性是通過改善瀝青體系的內(nèi)部結構實現(xiàn)對瀝青物理性能的改善的。 改性瀝青相容體系的穩(wěn)定性有兩個含義，一個是體系的物理穩(wěn)定性，即在熱儲存過程中聚合物顆粒與瀝青相不發(fā)生分離或離析；另一個是化學穩(wěn)定性，即在熱儲存過程中隨時間的增加改性瀝青的性能不能有明顯的變化。改性瀝青的相容性和穩(wěn)定性，都需要通過基質(zhì)瀝青和聚合物間配伍性研究及加入適宜的助劑實現(xiàn)。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青SBS改性瀝青機理：平生不做皺眉事 二 SBS改性瀝青改性機理瀝青與聚合物混合形成相容體系，改善了瀝青

6、的使用性能。根據(jù)瀝青的改性原理，不論是聚合物吸附了瀝青中的油分溶脹后分布在瀝青中，還是聚合物吸附了瀝青中的油分溶脹后形成連續(xù)相，瀝青重組分分布在聚合物相中，都是因為聚合物的存在改善了瀝青的高、低溫性能，并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性，因此，聚合物吸附瀝青中的油分形成連續(xù)的網(wǎng)狀結構，是最大限度發(fā)揮聚合物改性作用的關鍵。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青改性機理平生不做皺眉事 世上應無切二 SBS改性瀝青改性機理：改性瀝青網(wǎng)狀結構形成的一種說法是聚合物吸附、溶脹、發(fā)生相轉(zhuǎn)化的過程。在聚丙烯改性瀝青過程中，高溫下的聚合物吸附瀝青中的油分，并溶脹體積擴大，鏈擴展，當聚合物的

7、量達到一定值時，溶脹后聚合物的體積達到連續(xù)相所需要的體積時，體系發(fā)生相轉(zhuǎn)化，聚合物由分散相轉(zhuǎn)化為連續(xù)相，瀝青球形顆粒分布在聚合物連續(xù)相中。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青改性機理：平生不做皺眉事 世上應二 SBS改性瀝青改性機理：改性瀝青網(wǎng)狀結構的形成的第二種說法是聚合物纏繞瀝青第二結構的過程。這一說法的前提是基質(zhì)瀝青第二結構的存在。這種說法認為，基質(zhì)瀝青中縮合度較強的芳香環(huán)具有帶正電荷和負電荷的極性部分，這種分子的存在使得基質(zhì)瀝青體系具有了像蛋白質(zhì)、尼龍一樣的棒狀類似聚合物的結構，這種結構賦予了瀝青一定的彈性，瀝青中的中性部分分散在棒狀結構中，使體系的粘度增加。當體系加

8、熱時，這種棒狀結構被破壞，當然這種破壞是可逆的2。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青改性機理：平生不做皺眉事 世上應二 SBS改性瀝青改性機理：瀝青經(jīng)SBS改性后，沒有改變自身及瀝青分子的化學結構單元，改性過程以物理改性為；SBS易吸收瀝青中的飽和分發(fā)生溶脹，溶脹后的SBS極性更接近膠質(zhì)； SBS與瀝青組擠的部分相容性改變了瀝青組分分布，從而影響瀝青的相態(tài)轉(zhuǎn)變；瀝青組分對聚合物粒子的充分溶脹和聚合物粒子對瀝青組分的良好吸附是對瀝青進行聚合物改性、提高瀝青性能的基礎，瀝青組分對聚合物粒子的溶脹和聚合物粒子對瀝青組分的吸附是一個動態(tài)的過程，這種動態(tài)過程會對聚合物改性瀝青的空間三

9、維網(wǎng)狀結構產(chǎn)生很大的影響，進而影響其性能3。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！二 SBS改性瀝青改性機理：平生不做皺眉事 世上應2.3 改性機理小結 SBS是用陰離子聚合方法制得的丁二烯、苯乙烯熱塑性橡膠。作為第三代橡膠，其重要特征是微觀呈兩相分離（待續(xù)）。SBS較其它聚合物改性瀝青的效果更好的原因，就在于SBS兩相分離的特征，使SBS與瀝青這一混合物具有更好的相容性。SBS一般是以微小顆粒(um級)的形式分散懸浮于瀝青中，形成以瀝青為連續(xù)相、SBS為分散相的海島結構。SBS改性瀝青 內(nèi)存在三種區(qū)域結構:SBS相、瀝青相和SBS與瀝青之間的界面層。改性瀝青生產(chǎn)中盡量減小SBS顆粒粒徑，增加SB

10、S與瀝青的接觸面積，也有利于SBS與瀝青分子之間的相互擴散1。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.3 改性機理小結 SBS是用陰離子聚合方法制得的丁二烯2.4 SBS改性瀝青效果與基礎瀝青的關系SBS和瀝青的相容性與基礎瀝青的組成有關，因此，瀝青組成不同，改性效果也不同。瀝青中瀝青質(zhì)的增加，有利于改善改性瀝青的應力應變行為，但也影響到SBS在瀝青中的相容穩(wěn)定性;瀝青中的芳香分增加，有利于SBS-瀝青相容穩(wěn)定體系的形成，但過高的芳香分，將明顯降低改性瀝青的軟化點與內(nèi)聚力。一般來說，瀝青中芳香分應達30%以上，而瀝青質(zhì)含量在510%，可使改性瀝青的效果較理想。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2

11、.4 SBS改性瀝青效果與基礎瀝青的關系SBS和瀝青的相基質(zhì)瀝青對SBS改性瀝青性能的影響石油大學劉國祥等認為： 對于此種瀝青，芳香分含量高的基質(zhì)瀝青相容性好。因而，可在一些芳香分含量不高的瀝青中加入一些潤滑油餾分糖醛抽出油以改善SBS與瀝青的相容性。日本JSR合成橡膠株式會社提出： 參數(shù)Ic=(瀝青質(zhì)+飽和分)|（芳香族+樹脂）來評定其相容性。 值愈大，則相容性越差。也有學者認為：要滿足好的相容性，選用基質(zhì)瀝青的芳香度大于（0.28+0.004A），其中A是瀝青質(zhì)的百分含量。及芳香度與瀝青中軟瀝青質(zhì)的平均相對分子質(zhì)量的比值在0.0004-0.0006之間。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！基

12、質(zhì)瀝青對SBS改性瀝青性能的影響石油大學劉國祥等認為：瀝青基質(zhì)對改性瀝青影響小結 用于SBS改性的瀝青不能有過高的瀝青質(zhì)含量和過低的芳香烴含量，其芳香化合物與樹脂的質(zhì)量分數(shù)應為85%89%，瀝青質(zhì)的質(zhì)量分數(shù)為1%5%，瀝青的針入度應大于100 mm。此種瀝青改性效果較好56。 平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！瀝青基質(zhì)對改性瀝青影響小結 用于SBS改性的SBS加入量對改性瀝青的性能影響SBS加入瀝青后吸收瀝青的軟瀝青質(zhì)組分，引起瀝青組分的重新分配（飽和分明顯減少，芳香分、膠質(zhì)及瀝青質(zhì)都有不同程度的增加）。共混物中的SBS以下述三種結構同時存在:(1)SBS本身在瀝青中形成網(wǎng)狀結構;(2) SB

13、S與瀝青形成凝膠結構;(3)SBS吸附瀝青。三種結構中，形成“網(wǎng)狀結構”部分對提高改性瀝青的綜合性能貢獻最大，而“網(wǎng)狀結構”的形成與SBS加入量密切相關。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS加入量對改性瀝青的性能影響SBS加入瀝青后吸收瀝青的軟SBS含量的影響分析當SBS含量較少時，其在瀝青中呈均勻分布，隨著SBS劑量的增加其比表面積增大，改性后飽和分的減少量也增大，相容性趨好，改性效果漸漸顯著。當SBS含量較多時，其在瀝青中呈連續(xù)分布，分散度變小，隨著SBS劑量的增加其比表面積也變小，對飽和分的吸收量也減小。因此SBS在瀝青中由分散相向連續(xù)相轉(zhuǎn)變所對應的那一點上必然存在飽和分變化的極值點

14、，極值點所對應的SBS加入量可獲得最好的改性效果，繼續(xù)增加SBS量改性效果與低劑量時相當，而剪切施工成本和原料成本反而增加。由此可見，SBS的加入量最好控制在46的范圍內(nèi)平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS含量的影響分析當SBS含量較少時，其在瀝青中呈均勻分布SBS自身性質(zhì)對改性瀝青的影響Kraus7認為要使SBS形成網(wǎng)絡結構而有效地改性瀝青SBS必須滿足以下幾方面的要求:首先SBS須富含B鏈段，而且該聚合物必須有兩個S嵌段或含有一個合適的支化點，另外還要求S嵌段相對分子質(zhì)量大于10000。很多研究表明，SBS化學結構、平均分子量、嵌段比、膨化度等均對改性瀝青性質(zhì)產(chǎn)生影響平生不做皺眉事 世

15、上應無切齒人 ！SBS自身性質(zhì)對改性瀝青的影響Kraus7認為要使SBSSBS 化學結構（星型或線性）的影響星型結構中有化學交聯(lián)點，通常平均分子量也高，如果采用星型SBS與配伍性較好的基礎瀝青組合，往往能得到綜合性能較優(yōu)的改性瀝青，但由于被分散的星型SBS微粒形變能力比線型差，故其延度常不如線型SBS改性瀝青。機理：，由于改性瀝青延度測定時溫度較低，在低溫下瀝青的形變能力已經(jīng)很差，試件的變形，主要來自于被分散的SBS微粒，星型SBS由于分子量大分子間相互作用力也大，且有化學交聯(lián)，分子之間的相對運動比較困難，在相同外力作用下形變量小，因此在延度試驗中拉伸時，在微粒之間產(chǎn)生的滑動變形相對容易。而微

16、粒之間聚集的應力導致微粒之間產(chǎn)生早期位移，因應力集中而斷裂；而分散在瀝青中的線型SBS微粒的形變能力較大，產(chǎn)生同樣形變量時外力較小，因此伸長率大，延度相對大。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS 化學結構（星型或線性）的影響星型結構中有化學交聯(lián)點，SBS 化學結構（星型或線性）的影響除化學結構之外，延度還受多種因素如嵌段比、分子量等的影響，比較星型和線型SBS對延度的貢獻并不容易。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS 化學結構（星型或線性）的影響除化學結構之外，延度還受SBS中凝膠含量對改性瀝青的影響SBS中凝膠的存在可使SBS試片在拉伸時因應力集中而提前斷裂，從而降低SBS的物理機械

17、性能。但因瀝青成分復雜，其中雜質(zhì)較多，SBS中的少量凝膠對改性瀝青的性能影響有限。凝膠含量并不是關鍵控制指標，可適當放寬。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS中凝膠含量對改性瀝青的影響SBS中凝膠的存在可使SBSSBS影響小結SBS改性瀝青效果與基礎瀝青有密切關系。用于SBS改性的瀝青不能有過高的瀝青質(zhì)含量和過低的芳香烴含量。SBS加入量直接影響其改性瀝青效果。當SBS質(zhì)量分數(shù)達到4時，改性瀝青軟化點和延度方能得到顯著提高。但當質(zhì)量分數(shù)超過6以后，改性瀝青延度和軟化點變化值又趨于平緩。綜合考慮改性瀝青成本和效果，SBS的加入量以46為宜。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS影響小結SB

18、S改性瀝青效果與基礎瀝青有密切關系。用于SSBS影響小結3 . SBS的自身性質(zhì)對改性瀝青性能影響顯著，其化學結構、分子量、嵌段比和膨化度對改性瀝青均有影響。為提高改性瀝青性能，SBS嵌段比可根據(jù)所用基礎瀝青的芳香份含量做一定調(diào)整，其膨化度必須能夠保證SBS在現(xiàn)有工藝條件下充分溶脹和擴散；在滿足瀝青改性工藝和設備要求的前提下，SBS分子量適當大些有利于提高改性瀝青性能。SBS中的凝膠含量對改性瀝青性能影響不大.平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS影響小結3 . SBS的自身性質(zhì)對改性瀝青性能影響顯著SBS改性瀝青技術要求公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTG F40-2019)規(guī)定SBS改性瀝青

19、須滿足以下要求。指標 型號I-AI-BI-CI-D針入度 25，100g，5s/dmm100 80-10060-8030-60針入度指數(shù)PI-1.2 -0.8 -0.40延度 5，5cm/min/cm50403020 軟化點 TR&B/45505560 運動粘度135，/Pa3閃點 /230平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！SBS改性瀝青技術要求公路瀝青路面施工技術規(guī)范(JTG F42.4 SBS瀝青混合料的施工SBS瀝青是一種以彈性塑膠類改性瀝青，正確使用可以顯著提高瀝青面層的抗車轍性能，增加耐久性，增加抗老化能力，延長公路的壽命。與AH-70基質(zhì)瀝青相比，SBS瀝青的粘度和軟化點顯著增加，

20、SBS瀝青的運輸儲存和路面面層施工有一些與基質(zhì)瀝青不同的要求，只有正確使用才能達到預期效果平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4 SBS瀝青混合料的施工SBS瀝青是一種以彈性塑膠2.4.1運輸?shù)募夹g要SBS瀝青在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在160以上，運到混合料拌合場的溫度不應低于140,運輸車輛須在24小時內(nèi)運到指定地點，并及時把瀝青泵送到瀝青儲存罐中.平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4.1運輸?shù)募夹g要SBS瀝青在生產(chǎn)工廠裝車溫度必須保持在2.4.2 瀝青拌合場儲存的技術要求SBS瀝青的儲存溫度應保持在150左右，若溫度低于所要求的儲存溫度，SBS瀝青的粘度過大，從而導致瀝青罐的油管路

21、堵塞，最后只能停產(chǎn)修理。瀝青熱拌廠應盡量少儲存SBS瀝青，做到隨進隨用，用時多存，不用時少存，存貯是不宜超過24h當一天的施工任務完成后，應盡量用完罐中的瀝青，或者給瀝青罐加滿瀝青，或把剩余的少量瀝青抽到其它儲存罐內(nèi)，以減少瀝青與空氣接觸的表面積，從而防止瀝青老化為保證SBS改性瀝青的均勻性，應在貯存罐頂部安裝攪拌器，或用貯存罐中自帶攪拌器，攪拌器每3小時攪拌一次，攪拌時間每次20分鐘平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4.2 瀝青拌合場儲存的技術要求SBS瀝青的儲存溫度2.4.3泵送的技術要求SBS瀝青運輸、儲存溫度要求較高，當生產(chǎn)混合料時需要用瀝青泵送到混合料攪拌機中，由于瀝青泵帶有過濾

22、器易被某些物質(zhì)堵塞過濾器網(wǎng)眼，從而影響瀝青的泵送能力，建議使用網(wǎng)眼較大的過濾器（9.5mm以上），同時加強瀝青管線的保溫措施，以防止管線中的SBS瀝青溫度降低堵塞管線。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4.3泵送的技術要求SBS瀝青運輸、儲存溫度要求較高，當2.4.4拌合、運輸?shù)募夹g要求為保證瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定，瀝青用量更準確，宜采用間隙式拌和機拌和。拌和必須均勻，只有SBS瀝青改性劑完全分散在瀝青中，才能充分發(fā)揮其效能，對于密級配（AC-13I）混合料，應做到拌合后的混合料均勻一致，無細料和粗料分離及花白、結成團塊的現(xiàn)象。由于SBS改性瀝青混合料的施工溫度要求較高，建議拌合溫度控制在

23、160,運輸車必須加蓋篷布或其它保溫材料，防止結合料表面結硬，為確保攤鋪連續(xù)以及平整度大小符合技術規(guī)范要求，必須保證攤鋪機前至少兩輛車等待卸料，決不能出現(xiàn)攤鋪機等車的現(xiàn)象。其余要求應滿足改性瀝青路面施工技術規(guī)范的技術要求。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4.4拌合、運輸?shù)募夹g要求為保證瀝青混合料的質(zhì)量更穩(wěn)定，2.4.5攤鋪的技術要求SBS瀝青混合料在攤鋪時應盡量連續(xù)不斷的施工，以減少攤鋪機和壓路機的停頓，應盡量減少橫縫，提高其面層平整度。為提高路面的平整度，表面層宜采用攤鋪前后保持相同高差的雪橇式攤鋪厚度控制方式。由于SBS瀝青粘度較大，粘附力強，用部分攤鋪機的后雪橇是膠輪式結構，膠輪易

24、粘附混合料細顆粒，影響平整度，所以攤鋪機后雪橇是膠輪式結構的必須改成鋼滑靴式結構。攤鋪速度應控制在2米/分鐘，做到緩慢、均勻、連續(xù)不間斷地攤鋪，禁止隨意變換速度或中途停頓提高攤鋪過程中的預壓密實度。改性瀝青SBS混合料在高溫狀態(tài)下主要是靠粗集料的嵌擠作用，可適當提高夯錘振搗頻率，使剩余壓實系數(shù)減少，初壓的痕跡也極小，進而確保路面的最終平整度。平生不做皺眉事 世上應無切齒人 ！2.4.5攤鋪的技術要求SBS瀝青混合料在攤鋪時應盡量連續(xù)不2.4.6 碾壓的技術要求對于密級配型混合料，其適宜的碾壓溫度范圍是130150，其最終碾壓溫度不低于110。SBS瀝青混合料的壓實工藝本著以下原則進行：按照“緊跟、慢壓、高頻、低幅”“碾壓八字方針進行碾壓，壓路機必須緊跟攤鋪機的后面，只有在高溫條件下碾壓才能取得更好的效果，壓實速度控制在45km/h。碾壓速度均衡，倒退時關