热塑性橡胶SBS改性沥青.ppt

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1、热塑性橡胶SBS改性沥青08化工super超沥青：由不同分子量的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的黑褐色复杂混合物，呈液态、半固态或固态，是一种防水防潮和防腐的有机胶凝材料。改性沥青是指掺加树脂、高分子聚合物、天然沥青、磨细的橡胶粉或其他材料等外掺剂，使沥青和沥青混合料的性能得以改善而制成的沥青结合料SBS改性剂苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物弹性体SBS的结构SBS高分子链具有串联结构的不同嵌段：塑性段和橡胶段，形成类似合金的“金相组合”机构，每个丁二烯链段（B）的末端都连接一个苯乙烯嵌段（S

2、）。其中聚苯乙烯链段在两端，分别聚集形成交联区域，叫做硬段或微区；而聚丁二烯链段形成软段，软段具有高弹性由于若干个丁二烯段偶联形成了星形和线型星型与线型的聚集态基本类似，但星型弹性模量比线型为高。线型结构分子量低，溶解性好，但内聚强度不足；星型结构分子量较高，内聚强度较大，但工艺性较差。SBS改性剂的基本性能物理性能SBS橡胶为白色或微黄色多孔性粒状、条状或粉状物。粒长小于10mm，分子量在5000~16000，密度为0.94~1.13g/cm3，加工温度为150~230℃.若高于230℃会引起

3、氧化分解化学特性在SBS橡胶的化学结构中，聚苯乙烯相（PS段）是强的、硬的，聚丁二烯相（PB段）是软、弹性的。如果PS只占总体积的很小一部分，则其嵌段相互聚合形成微区相畴，这些硬的微区相畴可作为多功能连结点，形成交联的网状结构。但这些交联是物理过程。受热后交联网络的强度下降，致使嵌段共聚物可以流动，当共聚物冷却后，PS相畴又重新变硬，原有的性能又恢复。两个玻璃化温度:Tg1为-80℃和Tg2为80℃。当温度升高超过SBS端基苯乙烯的玻璃化温度时，网状的星形结构消失，塑性段开始软化和流动，有利于拌

4、和与施工而在路面使用温度下为固体起物理的交联和增强效果，产生高拉伸强度和高温下的抗拉伸能力，中基聚丁二烯提供较好的弹性和抗疲劳性能，其Tg1很低时有低温柔性拉伸性能SBS橡胶的拉伸强度高达30MPa，伸长率达800%。这是因为在SBS分子中，强硬段聚苯乙烯相畴起着类似常规硫化橡胶增强填料的作用，很好地分散在橡胶中，并与橡胶相之间牢固的结合SBS改性沥青的基本性能沥青加入SBS橡胶以后，在温度和机械的作用下，首先聚苯乙烯软化流动，以利于在沥青中的溶解，聚丁二烯则充分吸收沥青中的油分和软沥青组分，

5、使体积发生膨胀，形成海绵状。冷却以后，PS再度硬化，形成物理交联的网状结构，沥青进入其三维网状结构中，成为一个有机的高分子弹性体，具有很大的弹性变形能力，使沥青性能得到很大改善。相容性沥青是结构复杂的化合物，分子量分布很宽，它是由饱和分、芳香分、胶质和沥青质组成的多相体。从沥青的组成来看，沥青中芳香分含量高，会导致SBS橡胶中聚苯乙烯段的溶解，对SBS橡胶的相容性较好；若芳香分含量低，沥青质含量高，同SBS的相容性较差，易发生离析现象SBS掺量对沥青性能的影响1981年美国杰勒德·克劳斯在研究S

6、BS橡胶沥青微观结构时指出，SBS橡胶的掺量在6%~8%时，才开始形成连续相；掺量在10%~14%时，可以形成完全的连续相，其性能接近于恒值。这个临界结构取决于软沥青渗透橡胶后发生溶胀的程度以及各种沥青材性的变化同时还与SBS橡胶与沥青的比例。当SBS橡胶掺量较少时（6%）形成“海岛结构”；掺量较多（10%）的情况形成“海海结构”。“海海结构”的橡胶沥青性能优于“海岛结构”。同时SBS的掺量对沥青的温度稳定性、力学性能和低温性能都有较为显著的影响。掺量为6%时的“海岛结构”掺量为10%时的“海海

7、结构”掺量为6%时的“海岛结构”掺量为10%时的“海海结构”掺量为6%时的“海岛结构”掺量为10%时的“海海结构”助剂材料由于在实际应用中，对材料沥青的各方面所要求的性能有差异，所以在制造SBS改性沥青时还要添加一定的助剂材料，如用软化剂来拓展其的弹性范围；填料剂调整沥青的黏度、硬度、柔韧性、抗屈挠性和耐氧化性。SBS改性沥青的应用及优点SBS改性沥青主要应用于高速公路及其防水层它与一般的沥青相比有以下优点：低温路面变软，减少低温开裂高温路面变硬，减少车辙强度和稳定性提高耐磨性提高抗疲劳

8、性提高抗氧化和老化提高减少路面结构厚度改性沥青的发展在国外的发展1950~1960年，沥青改性材料主要是天然橡胶粉或胶乳，直接拌和使用1960~1970年，丁苯合成橡胶改性沥青实验成功1971~1988年，热塑性树脂得到广泛的应用1988年至今，SBS改性剂得到国际的公认在国内的发展20世纪70年代前后，在全国范围内采用渣油吹氧稠化掺配特立尼达或阿尔巴尼亚稠沥青改性20世纪70年代末，利用废橡胶改性沥青1985年开展沥青中掺丁苯、氯丁橡胶等改性沥青和掺金属皂等改善混合料性能的研究实验1994