[发明专利]基于熵最小法分析沥青成分的方法

说明书

技术领域

本发明属于一种沥青指纹鉴别方法，具体是基于熵最小法分析沥青成分的方法，利用熵最小法原理对沥青组分的GC/MS谱图分析，得到沥青成分组成的一种分析方法。

背景技术

目前沥青主要研究方法是宏观指标和微观指标分析法。宏观指标如现行沥青技术标准中采用软化点、针入度等常规实验；微观结构分析主要从官能团、分子量以及分子量分布等进行分析。有研究表明，有些沥青虽然软化点和软化点的变化基本相同，但耐久性却相差很大。因此仅根据沥青的一些常规指标来分析沥青的使用性能及其衰变特性已经不能满足当前的生产和科研要求。并且由于目前改性剂等的加入，常规性质分析已经不能满足沥青性能的研究了，所以需要引入一些如红外光谱、凝胶色谱、元素分析等化学微观表征手段来研究沥青微观性质的变化。

沥青的分子组成极为复杂，沥青的分子组成极为复杂，据统计，沥青的分子种类达百万种之多。由于沥青分子种类复杂，通过试验手段研究其化学结构存在一定困难。Jenning等采用一个平均分子模型来表征沥青的分子结构更能体现沥青分子种类的多样性。Pauli等对于采用Jenning构建的沥青分子模型计算得出的沥青性能与试验数据进行了相关性分析，对所构建模型进行验证，得到的性能参数与SHRP计划结果相近，结论认为，可用一个脂环单链分子模型代表沥青分子，所建立的沥青分子模型能够有效的模拟真实沥青材料的物理性能。Artok和Groenzin根据试验结果分别构建了沥青质的分子模型。Zhang和Greenfield以沥青的三组分分析法为基础，对每一组分构建了相应的分子模型，并对构建模型的准确性进行了验证。沥青分子模型构建依据主要来自Storm的研究，他们对采用烷烃沉淀法进行分离的各个组分分别进行核磁共振分析，以核磁共振分析试验数据为基础平衡三组分中碳原子在烷烃和芳香烃中含量。

目前国内外将对沥青成分分析研究的还是较少，一般以沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质进行笼统分析，这与实际沥青材料的复杂分子组成相距甚远，研究存在一定得局限性。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于熵最小法分析沥青成分的方法，具有操作简单、分析准确的沥青成分的鉴别方法。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

1.基于熵最小法分析沥青成分的方法，具体操作步骤如下：

1)测定沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质的气质连用(GC/MS)谱图。

1.1)首先对沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质分离。

1.2)沥青四组分饱和分、芳香分、胶质和沥青质的气质连用(GC/MS)谱图。

2)基于熵最小原理分析沥青组分的谱图，得到气质连用(GC/MS)谱图中每个峰的组成物质。

2.1)当一个样品，经过GC-MS后，经计算机采样得到一套数据A_k×v，其中k是计算机采样次数，υ是数据通道数。将数据集A_k×u按照方程(1)进行奇异值分解(SVD)，然后将右奇异矩阵V^Tv_×v没有物理意义的部分除去，将对角矩阵S_k×v中的全零部分去除，得到V^T_k×v和S_k×k，矩阵U我们没有用到。

Ak×v=Uk×k×Sk×u×Vv×vT---(1)]]>