聚醚多元脂肪酸改性热固性环氧沥青材料的制备与性能研究

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1、南京林业大学本科毕业设计（论文）题目:多元脂肪酸改性热固性环氧沥青材料的制备和性能研究学院：南方学院专业：化学工程与工艺学号：n学生姓名：杨亚萍指导教师：费宝丽职称：副教授二O一三年六月41摘要随着跨江大桥和高速公路建设的迅速发展，铺设路面所需沥青材料的性能研究成为各国科研人员开始探索的重点方向。环氧沥青材料作为重要的路面铺装材料中的胶黏剂，对道路建设的发展起着及其重要的作用。如何研制出性能优异的环氧沥青材料已经成为迫在眉睫的事情。另一方面，随着地球上化石资源的枯竭，人们越来越重视可再生的生物质资源开发利用研究

2、，利用可再生生物质资源完全或部分替代不可再生的矿物资源及其衍生产品制备新型的路面材料，可为生物质资源制备新型生物质基复合材料提供了一条新的途径，对高分子材料的可持续发展具有重大意义。鉴于羧酸或酸酐类固化剂对环氧沥青具有较好的固化作用，将生物基的多元脂肪酸引入至环氧沥青体系之中可望制得一种性能优异的热固性环氧沥青材料。本文首先利用桐油与马来酸酐加成合成的桐油酸酐为原料制备了桐油三酸固化剂；而后以多聚环甲酯为原料制备了一种聚醚多元脂肪酸类固化剂。并采用力学测试、FTIR、GPC、SEM、TG等分析手段表征了所制备的

3、多元脂肪酸及其固化后的环氧沥青材料。分别选E51环氧树脂、甲基四氢苯酐为基础环氧树脂和固化剂，当固化体系中的桐油三酸替代常规甲基四氢苯酐固化剂的固化功效比例为10%时，固化物的拉伸强度为23.57MPa，弯曲强度高达40.02MPa，但制备的沥青材料脆性较大。为此在本研究中又制备了一种具有支化结构的多聚脂肪酸固化剂，在添加50wt%基础可饶环氧树脂且保持桐油三酸添加固化功效比例（30%）不变的情况下，当多聚脂肪酸的添加功效比例为20%时，固化物的拉伸强度为1.96MPa，弯曲强度高达7.99MPa，其断裂伸长率

4、可达到203.74%；FTIR谱图分析表明桐油三酸、多聚脂肪酸结构已完全共聚到体系之中；SEM分析结果表明共聚材料断裂面较为平滑规整，呈明显的脆性断裂特征。TG的分析结果表明，热固性环氧沥青材料具有良好的热稳定性，其初始分解温度均高于330℃。关键词：环氧沥青；桐油三酸；多元脂肪酸；制备；固化剂41AbstractWiththedevelopmentofcrossriverbridgeandhighwayconstruction,thestudyontheperformanceofasphaltmaterial

5、swhichusedtopavearoadhasbecomeanimportantdirectionofmanyresearchersformanycountry.Epoxyasphaltmaterialcanbeusedasaadhesiveofpavementmaterial,nowithasplayedanimportantroleonthedevelopmentofroadconstruction.Howtodevelopnewepoxyasphaltmaterialwithexcellentperfo

6、rmancehasbecomeapopularsubject.Inaddition,withthegrowingshortageofcrudeoilresources,considerableresearchefforthasbeendevotedtodevelopnewproductsusingrenewablebiomassresourcesasrawmaterials.Usingrenewableresourcesandtheirderivativeproductstoprepareakindofnewp

7、avementmaterialsinsteadofnon-renewablemineralresourcescompletelyorpartlycouldprovideanewwayforthepreparationofnewbiomass-basedmaterials.Itisofgreatsignificancetothesustainabledevelopmentofepoxymaterial.Inviewofthesuperiorcuringeffectsofpolycarboxylicacidanda

8、nhydridecuringagentonepoxyasphaltmaterial,akindofexcellentepoxyasphaltmaterialmaybeexpectedtobepreparedbyintroducingbio-basedpolybasicfattyacids.Inthispaper,tungoilanhydridewhichcamefromDAreacti