[发明专利]一种杜仲胶改性沥青的形状记忆机理分析方法

说明书

本发明是一种杜仲胶改性沥青的形状记忆机理分析方法，属于沥青改性技术领域，解决目前改性沥青形状记忆机理认知模糊，缺少相关形状记忆机理表征方法，难以确定具有形状记忆性能的杜仲胶改性沥青最佳配方等问题。本发明首先制备出不同掺量下不同拉伸比的形状记忆杜仲胶改性沥青试样及对照组试样，利用红外光谱求出不同结构光谱的二向色性比；然后利用二向色性比对不同拉伸比作图，比较不同情况下不同谱带的二向色性比变化，分析改性沥青分子链段取向行为；最后进一步研究在拉伸‑回复‑再拉伸过程中改性沥青的谱带取向行为，形变时各项变化，揭示杜仲胶改性沥青的形状记忆机理。本发明提供的研究方法为改性沥青形状记忆机理研究提供了理论依据。

技术领域

本发明是一种杜仲胶改性沥青的形状记忆机理分析方法，属于沥青改性技术领域。

背景技术

目前，对各种驱动性形状记忆聚合物的形状记忆机理有了较大的认知，其中，热致型形状记忆聚合物的形状记忆机理形成了较为普遍的共识，即其本质是一种熵现象。从分子层次上来看，聚合物分子链在不同温度下表现出运动能力的巨大差异。当聚合物处于相转变温度(Tt)以上时，分子链具有活跃的运动能力。外力作用下，分子链中的部分链段在受力方向择优排列，分子链构象改变，体系的构象熵降低，材料此时形成临时形状，具有较高的能量。当聚合物处于Tt以下时，分子链被冻结，运动能力大幅下降并形成动力学势阱，在一定的时间尺度下，撤去外力后依然保留了取向后的分子链构象，临时形状得以固定；当再次升温到Tt以上时，分子链的运动能力被重新激活，无外力作用的分子链段由于热运动自发恢复构象熵最大状态，即聚合物的初始形状。特别注意的是，和形状记忆效应相关的往往不是整个的分子链，而是分子链的某一部分链段，体系构象熵的改变也是取决于相应的链段。鉴于形状记忆机理的认知，对形状记忆聚合物的应用，已经涉及到各个领域和行业。

沥青路面在使用过程中，由于自然环境影响，再加上道路负载过大，超出其设计轴载承受能力范围，由此产生了各种开裂病害，破坏了路面结构和美观，其养护与维修不仅消耗大量时间与资金，还严重影响沥青路面正常使用。因此，道路研究人员希望将形状记忆聚合物加入到沥青中，赋予沥青路面形状记忆性能，减少裂缝开展。

已有研究表明，对聚氨酯、碳纤维等进行一定改性，赋予其形状记忆功能，加入到沥青中，能够使沥青具有形状记忆性能。相关测试方法有拉伸、压缩、剪切等实验以及利用形状固定率、形状回复率、形状恢复速率等指标来表征沥青路面形状记忆性能。但关于形状记忆聚合物加入到沥青中，能够使沥青具有形状记忆性能的研究机理尚不够清晰，相关文献很少提及。此外，杜仲胶经过相关改性后，加入到沥青中，能够使沥青具有形状记忆性能，但杜仲胶改性沥青具有最佳形状记忆性能的配方问题却未提及。

因此，本发明提供一种杜仲胶改性沥青的形状记忆机理表征方法，通过傅里叶红外光谱求得杜仲胶改性沥青晶区与非晶区、硬段与软段的结构光谱的二向色性比，并分析改性沥青分子链段的取向行为，探究沥青具有形状记忆性能的本质所在，揭示杜仲胶改性沥青具有最佳形状记忆性能的配方。由此丰富沥青的研究机理，提高杜仲胶改性沥青应用。

发明内容

(1)技术问题

本发明目的是提供一种杜仲胶改性沥青的形状记忆机理分析方法，解决目前改性沥青形状记忆机理认知模糊，缺少相关形状记忆机理表征方法，难以确定具有形状记忆性能的杜仲胶改性沥青最佳配方等问题。

(2)技术方案