改性煤沥青的性能研究.pdf

《改性煤沥青的性能研究.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第3期煤炭转化V01．37NO．32014年7月C0ALCONVERSIONJu1．2014改性煤沥青的性能研究李佰昌”杨晓强。张海燕。李迎春曹东伟吴小维。摘要通过不同改性荆的复合使用来降低煤沥青的毒性，并考察其路用性能，采用紫外分光光度计分析有毒物质的含量，并对处理后煤沥青的高低温性能及温度敏感性进行了分析．结果表明，处理后煤沥青中的高致癌物苯并[a]芘有很大程度的降低，降低率最大为85．22，煤沥青的高低温性能尤其是低温性能得到很大改善，对温度的敏感度也有所下降．‘关键词煤沥青，苯并[a]芘，高低温性能，感温性中图分类号TQ522．650引言软化点为80℃，

2、甲苯不溶物含量不大于25，喹啉不溶物含量不大于1O．减压渣油选自燕山石化公随着近年来煤炭行业的蓬勃发展，煤沥青作为司，其四组分含量分别为：饱和分78．679／6，芳香分炼焦行业的副产物，其产量越来越大．通常将煤沥青8．59，胶质12．01，沥青质0．18，焦炭0．45．用作电解材料、防水材料和碳纤维等，但用量少，亟根据文献[3—5]，改性剂采用聚苯乙烯(PS)、多聚甲需寻找新的利用途径．近年来，公路交通行业特别是醛和聚乙二醇600(PEG)其中的一种或几种复合，高等级公路发展迅速，对道路沥青的数量和质量提组成见表1．出了更高的要求．煤沥青用于筑路材料，主要具有对表1复合

3、改性剂的组成石料有非常好的润湿性能和黏附性能、抗油侵蚀、路Table1Compositionofthemodifier面摩擦系数大等优点．同时煤沥青较石油沥青更加廉价，尤其在当今石油价格不断攀升的情况下，其经济效益尤为明显．然而，煤沥青材料存在着易老化、热敏性高、黏弹性温度范围较窄、污染环境、对操作人员健康不利等缺点．[1为了克服煤沥青的缺点，通常采用聚合物来改性煤沥青，一方面聚合物可以使煤沥青的族组成和性质发生变化，改善煤沥青的1)Massfraction)2)Putin0．3％polyphosphoricacids．性能L3“；另～方面聚合物如聚乙二醇、聚苯乙烯、呋

4、喃树脂和多聚甲醛等聚合物可以与煤沥青中的多1．2实验方法环芳烃(PAHs)反应，有效降低有毒物质的含混合沥青的制备采用加热套加热，将煤沥青、减量．[5煤沥青中的多环芳烃具有不同程度的毒性，压渣油和改性剂按照不同比例混合，在一定条件下尤其是苯并[a]芘(BaP)具有强致癌作用．使用多聚搅拌，即得到低毒煤沥青．沥青实验方法参照中华人甲醛来改性煤沥青，BaP的脱除率达75．86．16本民共和国行业标准《公路工程沥青及沥青混合料试实验使用不同的改性剂和减压渣油对煤沥青进行处验规程b(JTGE20-2011)中指定的国家标准方法．理，考察其毒性降低效果及其路用性能．由于BaP是煤

5、沥青中的主要致癌物，且其他有毒物1实验部分质与BaP的含量有一定的相关性．因此，采用紫外～可见分光光度计法测量煤沥青中BaP的含量．[6精1．1实验材料确称取一定量的沥青，用环己烷溶解，经超声波震荡本研究选用旭阳煤化工集团的中温煤沥青，其后，静置24h(BaP几乎全部可溶但其他芳烃溶解较*国家自然科学基金资助项目(51078173)．1)硕士生；4)教授，中北大学材料科学与工程学院，030051太原；2)工程师；3)副研究员；5)研究员(通讯作者)；6)助理工程师，交通运输部公路科学研究院，道路结构与材料交通行业重点实验室，100088北京收稿日期：2013-09—02

6、}修回日期：2013—11-0178煤炭转化少)，取可溶物用甲醇稀释100倍，加入比色皿中，用一般认为二者呈正相关关系，软化点高，其等黏温度96、甚日本岛津公司的UV-2550型紫外可见分光光度计也高，温度稳定性好，或者说热稳定性好．由于软化测定其BaP的含量．点在某种意义上可反映路面发软变形的程度，测试简便而且比较直观，因此常用软化点来表征沥青的2结果与讨论高温性能．不同改性剂对煤沥青的软化点影响见图3．由2．1煤沥青有毒物质的脱除图3可知，处理后沥青软化点均较未处理的软化点；BaP标准物(百灵威试剂有限公司)配制不同浓度的BaP环己烷一甲醇溶液，绘制标准曲线，结果见

7、图1．图3不l司改性剂对煤沥青软化点的影响Fig．3EffectofdifferentmodifieronBaPsofteningpointofcoaltarpitch有不同程度的提高，其中，T_2软化点提高1O℃，这图1标准曲线是由于加入聚苯乙烯及多聚甲醛与PAHs生成的Fig．1StandardcurveofBaPCOPNA树脂吸收了沥青中的饱和分，使沥青变稠不同改性剂对煤沥青中BaP的降低效果见变硬．T_3和T一4的软化点较T_0的软化点变化不图2，其中未加任何改性剂的T一0中BaP含量为大，这是由于加入的聚乙二醇600起到了软化沥