稳定剂对SBSEVA复配改性沥青性能影响的研究

1、第37卷第1期文章编号：1008-2373(2008)01-0013-05稳定剂对SBS/EVA复配改性沥青性能影响的研究王铁宝，王晓东，董允，刘春阳（河北工业大学材料学院，天津300130）摘要通过沥青基本性能测试，DSC、荧光显微镜分析，研究了加入稳定剂前后4%SBS+1%EVA、3%SBS+2%EVA两种不同配比的改性沥青的性能结果表明：未加稳定剂的改性沥青，白色聚合物相以球形分布在沥青基体中；加入稳定剂后，改性剂和沥青之间界面非常模糊，改性剂和沥青有较好的相容性SBS复配EVA基础上加入稳定剂，可以改善沥青的高温储存性能，达到了规范的要求，并提高了改性沥青的感温性能和弹性恢复性能关键词

2、复配改性；DSC；显微镜；改性剂；稳定剂中图分类号U414文献标识码AResearchoftheStabilizeronthePerformanceofSBSandEVACompositeModifiedAsphaltWANGTie-bao，WANGXiao-dong，DONGYun，LIUChun-yang(SchoolofMaterialScienceandEngineering,HebeiUniversityofTechnology,Tianjin300130,China)AbstractTwokindsofmodifiedasphaltthatwithdifferentmodifier

3、proportionof4%SBS+1%EVAand3%SBS+2%EVAwereinvestigatedbeforeandafteraddingstabilizerthroughbaseperformancetesting,DSCandmicroanalysis.Theresultsshowthatcopolymerwithoutstabilizerdisperseintoasphaltassphere;Afteraddingstabilizer,theasphalthasbettersol-vabilityandtheinterfacebetweenasphaltandmodifiertu

4、rnblurry.Theadditionofthestabilizercannotonlyimprovestoragestabilitybutalsoelasticityandtemperaturesensitivity.Keywordscompositemodifiedasphalt；DSC；micrograph；modifier；stabilizerSBS具有特殊的分子结构，以微粒形式均匀分散的SBS能赋予沥青诸多优异性能，因此SBS改性沥青目前已被国内外广泛应用于高速公路路面但是SBS本身的性质决定其与沥青的相容性差，与沥青只是部分相容，在高温储存时容易发生相分离，储存稳定性不好直接影响

5、改性沥青的使用性能而EVA和沥青的溶解度参数非常接近，在改善沥青高温性能方面效果非常明显EVA分子单元链段上带有较大的侧基，增大了分子间距离，有利于链段运动，柔韧性较好，因而对沥青低温性能也有相当程度的改善本文尝试以SBS和EVA为改性剂，加入一定含量稳定剂，对AH-90沥青进行复配改性，试图获得高性能、储存稳定且价格较为低廉的改性沥青材料1试验研究1.1原材料1）沥青：重交通沥青AH-90，针入度（25，100g，5s）：86.7（0.1mm），软化点：47.3，延度（5，5cm/min）：6.8cm2）SBS：4303（星型）,为白色多孔状结构，北京燕山石化公司产品3）EVA：VA质量分数

6、为28%，北京有机化工厂提供4）稳定剂：W收稿日期：2007-12-10作者简介：王铁宝（1980-），男（汉族），硕士14河北工业大学学报第37卷1.2试样制备将基质沥青加热到120左右，然后放入一定配比的复合改性剂，先低速剪切10min，然后在180、5500rpm条件下混合分散50min，制得改性沥青在改性剂充分溶胀的基础上加入稳定剂（0.45%）后继续搅拌30min后即可制的成品改性沥青1.3改性沥青性能测试改性沥青的软化点、针入度、延度的测试分别按GB/T4507-1999、GB/T4509-1998、GB/T4508-1999进行改性沥青的高温储存稳定性用离析试验来评价离析试验是将

7、改性沥青加热后倒入铝制牙膏皮中（直径3.2mm，高160mm），将其密封后在163垂直静置48h后取出，然后放入到第1期王铁宝，等：稳定剂对SBS/EVA复配改性沥青性能影响的研究15明显加入稳定剂后，复配改性沥青的感温性能进一步改善，32W改性沥青改善更为明显这可能是因为稳定剂加入后和SBS发生交联，使得沥青和SBS之间发生了物理和化学交联，共混物分子量增大，降低了分子链端梢总数，分子间作用力增大，对温度的变化表现不敏感，从而改善了改性沥青感温性能2.3复配改性对沥青储存稳定性的影响不同改性沥青的储存稳定性如图3所示由图3可知，改性剂含量都是5%，单加5%SBS的改性沥青经热储存后上下软化点

8、差为32，说明沥青很不稳定，出现严重离析现象经EVA复配的改性沥青的软化点差值有所减小，软化点差分别是18.8、22.2，说明改性剂和沥青的相容性得到了一定程度的改善但是还不能满足公路改性沥青路面施工技术规范（JTG-2004）的要求，加入稳定剂后，改性沥青的软化点分别为2.3、1.8（图3），改性沥青的储存稳定性提高，达到了规范的要求这主要是由于稳定剂加入后明显改善了改性剂和沥青的相容性，并且提高改性剂和沥青的界面结合强度所致2.4复配改性沥青的微观分析改性沥青作为一种混合体系，使改性剂聚合物溶胀于沥青中，从而将改性剂的性能传递到沥青中去通过直接观察聚合物在沥青中分布的状态、结构和相态，可以

9、有效的评价改性沥青的各项性能，是研究沥青改性效果的有效手段本研究通过荧光显微照相对改性沥青的形态进行观察荧光照片如图4所示从图4a）和b）可知，未加稳定剂时，改性沥青中的白色聚合物相以球形分布在黑色的沥青基体中，较大粒子周围弥散分布着16河北工业大学学报第37卷一些细小的粒子；41改性沥青中粒子平均直径大于32改性沥青的粒子直径这可能与SBS的强度较大，不易剪切，而EVA则比较容易剪切有关而加入稳定剂后，改性剂和沥青之间的界面非常模糊，隐约能看到改性剂的存在，说明改性剂和沥青有较好的相容性，且界面结合强度比较好2.5复配改性沥青的DSC分析示差扫描量热法，是在程序控制温度下测量输入到物质和参比

10、物的能量差与温度（或时间）关系的一种技术体系中物质如有化学变化或聚集态发生改变时必然伴随着热量的吸收或放出，DSC图中的玻璃化转变、熔融、分解表现为吸热，结晶、氧化表现为放热图5为两种不同改性剂配比的改性沥青的DSC图谱从DSC图上可以看出，改性后沥青在聚集态发生变化时所吸收的热量降低，明显小于基质沥青的吸热量，并且没有独立的EVA吸热峰出现，说明EVA加入后和沥青的相容性较好改性剂加入后，吸热峰变低，说明在升温过程中发生聚集态变化的组分变少，沥青的稳定性得到了改善沥青的相对分子质量仅为几千，与聚合物相比属于小分子组分的混合物，由于沥青分子较小，分子之间相互作用力较弱，分子链端梢多，链的排列较

11、松，因而温度的改变易引起分子间作用力产生较大的变化，易造成链段运动，表现为温度稳定性差而做为改性剂的聚合物则由于相对分子质量大，分子相互缠绕，分子间作用力较大，加之聚合物分子链端梢少，分子排列紧密，分子之间不易产生相对运动或整个分子的运动，因而对温度的敏感性远低于由小分子组成的沥青当聚合物加入沥青后，在沥青聚合物混合物中，大分子组分量相对原沥青升高，小分子组分量相对下降，另外部分沥青分子组成通过渗透、吸附在聚合物微粒上，也降低了原沥青中的小分子组成的总数总体看来共混物分子量增大，降低了分子链端梢总数，分子间作用力增大，又由于对温度相对不敏感的聚合物引入，其微粒或网络束缚了分子运动，宏观上降低了

12、沥青流动性，提高了温度稳定性稳定剂加入后，两种改性沥青的吸热量进一步减少，说明了沥青的稳定性得到了进一步的改善，道理相似但是从两种改性沥青对比来看，41改性沥青要优于32改性沥青，尤其是加入稳定剂后的41W改性沥青表现的更为明显主要是因为稳定剂和SBS发生了化学作用，SBS的含量越多，能够参加反应的就越多，使得SBS和沥青之间发生交联因此可以推断41W改性沥青的感温性能要优于32W改性沥青，这和上面的结果是一致的3结论1）未加稳定剂时，SBS复配EVA改性沥青可以明显改善沥青的弹性恢复性能，并且EVA所占比例越大改性沥青的弹性恢复提高越明显，但是此时对改性沥青的高温储存稳定性有不利影响；加入稳

13、定剂第1期王铁宝，等：稳定剂对SBS/EVA复配改性沥青性能影响的研究17后，由于稳定剂和SBS的作用，复配改性沥青的弹性恢复进一步增加2）SBS复配EVA改性沥青可以明显改善沥青的感温性能，加入稳定剂后，复配改性沥青的感温性能进一步改善，32W改性沥青改善更为明显3）SBS复配EVA基础上添加稳定剂，可以改善沥青的高温储存稳定性，41W和32W改性沥青的高温储存稳定性均达到规范的要求4）未加稳定剂的改性沥青中聚合物以粒状分布于沥青基体中，加入稳定剂后，改性剂和沥青之间的界面非常模糊，界面结合强度较好，改性剂和沥青有较好的相容性参考文献：1黄卫东，孙立军，游宏SBS改性沥青流变性质与显微结构的关系J同济大学学报，2003，31（8）：916-9202沈化荣，吕伟民EVA改性沥青的工艺特性与路用性能J石油沥青，1999，13（2）：19-24