聚氨酯固-固相变材料的制备及其改性沥青调温效果研究

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1、分类号:U41410710-2015121156硕士学位论文聚氨酯固-固相变材料的制备及其改性沥青调温效果研究段诗雨导师姓名职称马骉教授申请学位类别硕士学科专业名称道路与铁道工程论文提交日期2018年4月16日论文答辩日期2018年5月13日学位授予单位长安大学PreparationofPolyurethaneSolid-solidPhaseChangeMaterialandEffectofItsModifiedAsphaltonTemperatureRegulationADissertationSubmittedfortheDegreeofM

2、asterCandidate：DuanShiyuSupervisor：Prof.MaBiaoChang’anUniversity，Xi’an，China摘要沥青路面对温度具有较高的敏感性，环境温度骤变对沥青路面的服役性能与使用寿命有着极为重要的影响。为减轻沥青路面与高温相关病害的产生与发展，研究人员前期从沥青路面自主调温的角度出发，通过掺入调温剂充分发挥材料的相变潜热作用，达到主动调控沥青路面温度、降低路面温度敏感性的目的。然而，研究与应用过程中发现传统的路用固-液相变材料在高温拌和过程中泄漏挥发严重，使用过程中材料的体积变化对路面路用性能会产

3、生不利影响。本研究以试剂A为软段，试剂B及试剂C为硬段，采用预聚体法合成聚氨酯固-固相变储能材料（PolyurethaneSolid-solidPhaseChangeMaterials，简称PUPCMs）。利用多种分析测试手段对PUPCMs的结构特征、储热性能、热稳定性、动态力学性能及微观结晶性能进行表征，阐述了PUPCMs的相变作用机理，研究结果表明PUPCMs具有相变焓值大、相变温度选择范围广、相变循环热稳定性好等优点，其特有的嵌段结构能够有效克服固-液相变材料的流动性问题。在此基础上，根据路用相变材料的基本要求，初步筛选出适用于制备改性沥

4、青的PUPCMs。测试分析了PUPCMs改性沥青的路用性能，从官能团、微观形态结构变化等方面对PUPCMs改性沥青的调温机理进行了初步研究。研究发现PUPCMs与沥青仅为物理共混作用，PUPCMs的掺入对沥青的基本技术性能影响较小，对沥青高温性能、抗老化性能发挥一定的改善作用，考虑PUPCMs改性沥青的存储稳定性，推荐PUPCMs掺量值为5%。观测分析不同掺量PUPCMs改性沥青在升温过程中的温度变化情况，利用潜热积温值（LHAVT）与潜热调温指数（LHTI）对PUPCMs的实际调温效果进行了评价，研究发现在相同环境条件下，掺与未掺PUPCMs

5、的沥青试件温度出现了明显差异，最大温差高达13.5℃，且PUPCMs改性沥青试件的升温速率随PUPCMs掺量的增大而减小，表明适当增大PUPCMs的掺量有利于提升PUPCMs对沥青路面温度的调节能力。关键词：道路工程，聚氨酯固-固相变材料，改性沥青，相变机理，调温效果iAbstractAsphaltpavementishighlysensitivetotemperature.Thesuddenchangeofambienttemperaturehasaveryimportantimpactontheserviceperformanceandse

6、rvicelifeofasphaltpavement.Inordertoreducetheproductionanddevelopmenthightemperaturerelateddiseasesofasphaltpavement,fromtheperspectiveofself-regulationofasphaltpavement,researchersearlierappliedphasechangematerialstomakefulluseofthelatentheatofthematerial,soastocontrolthete

7、mperatureofthepavementactivelyandreducethetemperaturesensitivityoftheasphaltpavement.However,intheprocessofresearchandapplication,itisfoundthatthetraditionalsolid-liquidphasechangematerialshaveseriousleakageandvolatilizationduringtheprocessofhightemperaturemixing,thevolumech

8、angeofmaterialswillexertadverseeffectsonthepavementperformanceofasphaltpave