改性乳化沥青的机理研究

《改性乳化沥青的机理研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、改性乳化沥青的机理研究　　摘要：随着我国公路养护事业的蓬勃发展，改性乳化沥青在我国公路工程中得到了迅速的推广。改性乳化沥青的实质就是将乳化技术和改性技术相结合，因此要想大力推广改性乳化沥青之前，首先要明晰改性乳化沥青的改性机理与乳化机理。本文深入研究了改性乳化沥青的改性机理和乳化机理。关键词：改性乳化沥青；改性机理；乳化机理中图分类号：TU535文献标识码：A1前言二十世纪九十年代以来，我国公路事业迅猛发展，为了提高路面的性能，延长路面的寿命，重交通沥青以及聚合物改性沥青在高速公路建设维护中得到大量的运用。近年来，随着我国公路养护事业的蓬勃发展，乳化沥青技术的不断进步，施工工艺的逐渐成

2、熟，改性乳化沥青在我国公路工程中也得到了快速的发展。2改性机理沥青改性的机理，简单的讲在于采用一定的工艺流程，使聚合物颗粒被分割分散到沥青当中，在沥青基体中形成“互穿立体网络”结构，使沥青的弹性、流变形和抗老化性等特性显著提高，从而满足路用性能的要求。51.相容性改性沥青的相容性好是指改性剂以微细的颗粒均匀、稳定地分布在沥青中，不发生分层、凝聚或离析等现象。2.溶胀聚合物加入到沥青中后，一般并不发生化学反应，但是在沥青中轻质组分的作用下，改性剂体积胀大，即发生溶胀。聚合物溶胀后表现出区别于聚合物又不同于沥青的界面性质。在高剂量聚合物情况下，聚合物在沥青中的溶胀程度降低，但可形成网状结构

3、，使沥青性质发生显著的改善。3.新胶体结构的形成从表面能的角度来看，分散相被分散的越细，其比表面能就越高，根据能量最低原理，体系有自动降低表面能的趋势，分散相有选择地吸附沥青中能够降低其表面能的物质在两相表面上以降低表面能。当出现这种情况必然会打破沥青原有的胶体结构，引起原沥青中多个组成重新分配，在新的条件下重新建立新的平衡。综上可知，只有具备适当的相容性，又有良好的界面性质才能得到性质优良的改性材料。用聚合物改善沥青的性质同样也应满足良好的界面性质与很好的分散状态，这样才能使改性剂自身特有的性质充分体现出来，达到明显的改性效果。3乳化机理[3]5从广义上讲，两种互不相混溶的液体，其中

4、一种以微滴状均匀分散于另一种液体中，所形成的分散体系，称为乳状液，这种形成乳状液的作用称为乳化作用。沥青的乳化是乳化作用的一个方面，乳化作用的相关理论是研究沥青乳化机理的基础。3.1表面活性剂与乳化剂[4]表面活性剂在工农业发展中是不可缺少的化学助剂，它能够有效降低水的表面张力，把表面活性分子强烈地吸附在其他各种界面上。其实表面活性剂分子不仅会吸附在水面上，也能吸附在其它各种界面上，而且往往有一定定向吸附性。正是由于这种定向吸附，使得表面活性剂具有乳化、破乳、起泡、分散、絮凝、湿润等多种作用。沥青乳化剂是表面活性剂的一种，乳化剂由亲水（或憎油）的极性基和亲油（或憎水）的非极性基（一般是

5、碳氢链）所组成（图1）。在油水溶液中加入乳化剂后，乳化剂的两个基团产生定向排列，将油水两个界面连接起来，从而防止它们之间的相互排斥的作用，搅拌分散后，沥青可以以微粒形式稳定地分散于水中（图2）。图1乳化剂分子模型图图2沥青乳化剂乳化作用示意图3.2乳化剂的工作特性[5][6]1．降低表面张力5当乳化剂浓度极低时，乳化剂分子极少，在空气与水的界面上，不可能有较多的乳化剂分子聚集。表面上几乎仍为空气与水直接接触，表面张力几乎无变化，仍接近于纯水状态下的表面张力。如图3a)所示。当乳化剂浓度适当增加时，乳化剂分子很快聚集到水表面上，减少了空气与水的接触面，从而使表面张力快速下降。如图3b)所

6、示。当乳化剂浓度进一步增大,达到某值后，这时水溶液的表面聚集了大量的乳化剂分子而形成了一种单分子膜覆盖在溶液表面上，使水溶液与空气完全隔绝，表面张力趋于稳定。通常将即将开始形成胶束或胶团的最低浓度称为临界胶束浓度（criticalmicelleconcentration,常简写为CMC）。如图3c)所示。2.胶团化达到临界胶束浓度以后，若再继续增大乳化剂浓度，表面张力不再继续下降，由于表面已形成单分子膜，乳化剂分子趋于合并靠拢，将继续聚集成胶束，而使乳液中的胶束数目不断增加。如图3d)所示。正由于乳化剂如此特殊的工作特性，才使得沥青成功地分散于还有乳化剂的水溶液中，沥青的施工状态才能由

7、传统的热拌变为冷拌。4结束语5由于改性乳化沥青既保留了乳化沥青的优点，又具备了改性材料的特性，因此，自开发以来，就备受关注。乳化沥青与改性剂在机械的作用下，破坏了原来的平衡，重新建立起新的平衡。如果这种平衡不能稳定的存在，将会严重影响到改性乳化沥青的生产、存储和使用。因此，改性乳化沥青的改性机理和乳化机理都值得深入了解和研究。参考文献：[1]张争奇，张登良.改性沥青影响因素的探讨[C].西安公路交通大学学术论文论文集，西安：西北大学出版社，19