基于分子模拟技术的单体接枝SBS与沥青相容性研究.pdfVIP

公 路 与 汽 运 Highways＆AutomotiveApplications 第1期 1OO 2013年 1月 基于分子模拟技术的单体接枝 SBS与 沥青相容性研究* 王淑娟 ，郑永 昌。，丁勇杰。 (1．南京交通职业技术学院，江苏 南京 211188；2．宁夏公路建设管理局，宁夏 银川 750001； 3．重庆交通大学，重庆 400074) 摘要：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与沥青相客变化进行研究。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；3种不同单体接枝 SBS改性 沥青 稳定性排序依次为马采酸酐、丙烯酸、甲基丙烯酸 甲酯 ，这与试验结论一致 。 关键词 ：公路 ；SBS改性沥青 ；分子模拟 ；接枝 ；相容性 中国分类号 ：U416．217 文献标志码 ：A 文章编号 ：167l一2668(2013)Ol--0100--03 SBS改性沥青 因为其 良好的性能在公路工程 中 改性剂与沥青相容性进行分析。分子模拟是指利用 得到广泛应用 ，但 由于SBS改性剂与沥青相容性较 理论方法与计算技术模拟或仿真分子运动的微观行 差，导致 SBS改性沥青高温条件下贮存不稳定 ，严 为，一方面，它可模拟现有材料的结构和性质 ，解释 重影响其路用性能。因此 ，提高 SBS改性剂与沥青 试验，进而用来辅助材料设计。另一方面 ，它可以用 相容性对于其在公路工程中的推广具有重要意义 。 来模拟 、研究现代物理试验方法尚难 以观测的物理 对 SBS进行接枝改性可以明显提高 SBS改性 现象与过程 (如分子在各种表面上的动态行为、玻璃 沥青的路用性能，研究发现 ，甲基丙烯酸 甲酯 、丙烯 态分子结构 、分子运动的特征 、力学性质等)，从而发 酸、马来酸酐接枝 SBS改性沥青的软化点 、粘度和 展新的理论方法 。目前 已有研究者将分子模拟技术 针入度较普通 SBS改性沥青都有所提高。离析试 应用到沥青材料的研究 中，如研究沥青 与再生剂的 验及荧光显微镜分析结果也表明，接枝改性后 ，SBS 相容性等。由于沥青的组分结构复杂，分子间相互 改性沥青热贮存稳定性明显提高，SBS改性沥青的 作用现象很难通过试验手段进行观测 ，因此通过分 相容性也得到显著改善 ，但 3种单体接枝改性对改 子模拟技术进行分析。 性沥青性能的提升程度各不相同。 1 模拟方法 目前对于接枝 SBS改性沥青的性能改善机理 没有统一定论 ，但普遍认为接枝 SBS对改性沥青的 1．1 模型建立 性能提升原因有以下几方面： 沥青的组分极为复杂，据统计，沥青的化学组分 (1)接枝单体提高了SBS改性沥青 B段 的刚 约上百万种 。常用的三组分分离法将沥青分为沥青 度 ，使改性沥青在高温条件下抵抗变形的能力增强。 质 、树脂和油分 3个组分，沥青质是粘性和极性最强 (2)接枝单体增加 了SBS分子的极性，提高了 的组分，油分是粘性和极性最弱的组分，树脂介于两 SBS与沥青 的相容性。 者之间