[发明专利]橡胶粉对沥青组分及分子团选择性吸附的评价方法

说明书

本发明公开了一种橡胶粉对沥青组分及分子团选择性吸附的评价方法，首先，将原样沥青及其制备而成的橡胶沥青分别加热至流动状态倒入超细圆孔筛孔进行重力过滤，收集筛下沥青称重待测；然后，利用棒状薄层色谱‑氢火焰离子方法将沥青分离为沥青质、饱和分、芳香分、胶质四个组分，计算四组分的比例；接着，利用凝胶渗透色谱技术分别检测和识别沥青分子量；最后，根据沥青四组分和分子量变化幅度与加入橡胶粉的质量关系，定量判断橡胶粉对沥青组分的吸附程度。总之，该法实验精度高，成熟度完善，操作简单、速度快、数据精确、复现性好、污染少，适宜在橡胶沥青研究中普遍应用。

技术领域

本发明属于改性沥青性能测试技术领域，尤其涉及一种橡胶粉对沥青组分及分子团选择性吸附的评价方法。

背景技术

目前，发展带来的问题日益突出，生存危机迫使世界各国不得不直面经济发展带来的环境恶化与能源耗竭等一系列问题。发展循环经济，走可持续发展之路已经达成共识，节能减排成为时下普遍关注的焦点，世界已步入“低碳时代。伴随着交通行业的高速发展，我国汽车保有量从迅猛增长，年均增长率约为14.5％，预计到2020年，我国的汽车保有量将突破2亿辆，如此庞大的汽车保有量所带来的是环境和交通的双重压力。废旧轮胎作为汽车工业最主要的固体废弃物之一，其年产量远跟不上其消耗速度，大量废旧轮胎的堆放造成了严峻的环境问题。据统计，全世界每年都会产生百万计的废旧轮胎，且每年全球都会售出约14亿吨的轮胎，这些轮胎在3-5年内被废弃成为废旧轮胎，这意味着每年都有多半的废旧轮胎被堆放遗弃，数量逐年增加，给生态环境保护带来巨大的压力。如何有效地解决“黑色污染”已成为影响我国汽车工业发展，甚至影响人类生存环境的一个重要议题。研究表明，废轮胎粉改性的橡胶沥青具有优良的路用性能，可以用于筑路技术，是一种汽车废旧轮胎的理想处置方式。因此，将废旧轮胎制成胶粉用于道路沥青改性是一项高附加值且环保的技术，橡胶沥青在抗变形、抗老化、抗疲劳、抗裂、降噪等方面性能突出，已得到行业的认可。但对于橡胶沥青而言，由于废旧橡胶粉是一种惰性材料，不能全部溶于沥青中，因此，为了保证橡胶沥青优良性能，采用催化技术或预处理技术促进橡胶与沥青的共混成为橡胶沥青生产的研究方向。但目前针对橡胶粉如何选择吸附沥青组分及分子团，以及橡胶粉对沥青组分吸附存在的偏好情况，尚不清晰，制约了橡胶沥青产业的进一步提升。

橡胶粉的组成相对比较复杂，其是由弹性体(天然橡胶和人工合成橡胶)、硫化剂(硫、过氧化物等)、硫化活化剂(硬脂酸等)、充填物、增固剂(炭黑)、油分、增塑剂和添加剂(抗氧化剂，抗臭氧剂等)组成。橡胶改性沥青制作过程中的微观结构变化十分复杂，现在普遍认为普通橡胶沥青的改性机理主要以胶粉颗粒的溶涨反应并吸收基质沥青的轻质组分为主，没有明显的化学反应。因此，橡胶粉加入后，对沥青组分的吸附情况直接影响了改性沥青的效果，而获得橡胶粉对沥青某组分的偏好吸附，可为橡胶改性沥青性能改善提出针对性优化措施。

沥青是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，为了便于分析，在道路石油沥青领域，通常将其划分为四个组分，分别为饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分。研究表明，沥青四组分的比例、性质及与沥青路面性能紧密相关。沥青宏观物理性能指标及其变化是沥青复杂的化学组成、分子结构及其变化和相互作用的反映和外在表现。

传统方法对橡胶沥青四组分分析时通常采用溶剂沉淀及色谱柱法(亦称Corbett法)进行分析，该方法是将沥青试样用正庚烷沉淀，沉淀过滤后用正庚烷回流除去夹杂的可溶分，再用甲苯回流溶解沉淀物得到沥青质；脱沥青质部分采用氧化铝色谱柱处理，依次用正庚烷、甲苯、甲苯/乙醇等溶剂洗脱得到饱和分、芳香分和胶质。但是，Corbett法测试沥青四组分速度较慢，实验过程复杂，污染大，人为影响因素大，数据重现性差。