SBS接枝技术在沥青路面中的研究进展

2017-04-06

福建质量管理 2017年16期

关键词：酸酐共聚物接枝

(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安 710064)

SBS接枝技术在沥青路面中的研究进展

余进洋

(长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室陕西西安 710064)

SBS作为一种性能优良的改性剂，目前被广泛应用于沥青路面中。本文对国内外关于SBS接枝技术在沥青路面中的应用进行相应的概述，并针对不同类型的接枝单体对SBS接枝进行分类。并对接枝技术对沥青路面的影响进行相应总结。

SBS；接枝；沥青路面；单体

引言

由于SBS 的分子结构中存在双键，因而可以使用极性单体对 SBS 进行接枝改性，破坏分子中的双键，降低 SBS 本身的化学活性，使其不易被氧化。由于 SBS 的聚丁二烯链段的C =C双键或双键邻位的亚甲基非常活泼，在引发剂或辐射作用下，会与含有双键的单体发生反应，使单体接枝到SBS 上，生成接枝 SBS 共聚物，增大 SBS 分子的极性，改善 SBS 与沥青的相容性。

一、SBS单体接枝

(一)SBS接枝马来酸酐

李银涛等[1]通过辐射接枝改性法制备得到SBS-g -MAH，发现若将SBS-g -MAH 用作沥青改性剂，其热氧稳定性可能会优于原始的SBS改性沥青。黄锦华等[2]分析了马来酸酐(MAH)不同掺量对SBS改性沥青微观结构和性能的影响。发现随MAH掺量的增加，SBS改性沥青的相容性先改善后变差。王曦林等[3]采用溶液接枝法制备了具有不同接枝率的甲基丙烯酸甲酯接枝SBS、丙烯酸接枝SBS和马来酸酐接枝SBS，结果表明：MAH-g-SBS改性沥青的针入度、延度、软化点和黏度都随接枝率的增大而增加，MMA-g-SBS、AA-g-SBS提高了改性沥青的延度；三种接枝SBS改性沥青的储存稳定性均得到显著改善。王曦林等[4]通过溶液共聚法制备了不同接枝率的马来酸酐接枝SBS，制备了MAH-g-SBS改性沥青灌缝材料，发现在SBS分子链上已接枝上MAH，MAH-g-SBS可以明显提高改性沥青灌缝材料的粘结强度、拉伸强度、断裂伸长率和低温柔韧性，且改性效果随接枝率增大而提高。王淑娟等[5]以沥青三组分分析法为基础，构建沥青分子模型，采用分子模拟方法对甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸、马来酸酐接枝前后SBS与沥青相容变化进行研究。结果表明：单体接枝后SBS分子的溶解度参数提高，与沥青溶解度参数更为接近，与沥青间相容性提高；改性沥青混合前后能量差值计算表明，单体接枝后 SBS改性沥青体系热力学体系更加稳定。

(二)SBS接枝甲基丙烯酸甲酯

余剑英等[6]采用溶液接枝法制备了具有不同接枝率的MMA接枝SBS，研究表明：MMA-g-SBS改性沥青的软化点、针入度、延度和粘度均随接枝率的增大而增加，储存稳定性得到明显提高。张宏亮等[7]结合共聚原理，成功地完成了SBS与MMA的接枝共聚，并找出了SBS接枝MMA的最高接枝率时的温度与引发剂用量。刘拥君等[8]以过氧化二苯甲酰为引发剂，水为分散相，用即可作溶剂又可作共聚单体的甲基丙烯酸甲酯与SBS在开放体系下进行悬浮接枝共聚反应。并用红外光谱对接技物进行了表征，同时通过正交实验探讨了最佳合成工艺。

(三)SBS接枝其他单体

钱春香等[9]选择与沥青相容性好的单体，对SBS进行接枝改性。研究表明通过适量的接枝，可以显著改善沥青与SBS的相容性。姚壮为等[10]研究了以过氧化苯甲酞为引发剂的丙烯酸丁酯与SBS嵌段共聚物的接枝共聚反应,合成了接枝共聚物SBS-g-BA。研究表明：SBS嵌段共聚物中，聚丁二烯的1，2-顺式1，4-构型比反式1，4-构型更容易发生接枝共聚反应。刘静等[11]研究发现乙烯基三甲氧基硅烷单体能增强SBS对极性材料表面的粘接性能，同时改善了SBS的热稳定性。周妍等[12]通过沥青基本性能测试、红外光谱测试、荧光显微镜研究了接枝SBS对改性沥青稳定性能的影响及其机理。发现丙烯酸接枝到SBS上提高了改性沥青的高温储存稳定性。

二、SBS多元接枝

付海英等[13]利用γ射线辐射接枝法分别制备甲基丙烯酸和甲基丙烯酸酯两种单体接枝星型 SBS 聚合物，采用傅立叶红外光谱、差示扫描热分析、热重分析、核磁共振谱等手段对接枝聚合物进行了表征，确定了单体成功地引入SBS 链上，同时发现SBS接枝聚合物具有较好的高温稳定性。梁红文等[14]采用马来酸酐、十二烯基丁二酸酐的一种或二者任意比例的混合物对SBS进行化学接枝，采用双螺杆挤出机成型，再切粒，随后与沥青进行共混改性。通过测试软化点、延度、相对分离值等指标，说明接枝作用明显改善了SBS与沥青之间的相容性和高温储存性，缩短了熔融共混的时间。