SBS改性瀝青的相容性和穩定性機理探究

馬洪波 (中海瀝青（營口）有限責任公司,遼寧 營口 115200)

石油瀝青的粘結性以及可塑性均較好，被用來道路鋪設有較長的歷史。而我國交通運輸行業的穩步發展，使得交通運輸量在逐漸增大，載重量同時也在提高，而原有的瀝青路面因為自身載荷能力而容易受到破壞。所以研究顯示，聚合物改性瀝青較大程度地提升瀝青路面的實際使用性能。和普通瀝青相比較而言，聚合物改性瀝青能夠抵抗高溫或低溫，抗裂性能良好，耐候性強，耐老化，與石料的實際粘附能力強，彈性好。因此研究SBS改性瀝青的實際相容性和穩定性機理極為重要。

1 SBS改性瀝青的相容性與穩定性機理

瀝青與SBS這兩者的相容是因為這兩者的物理性能以及化學結構直接決定的。因為SBS以及瀝青在分子量、物理密度以及化學界結構等多方面存在著差異，而SBS能夠自動降低表層性能，導致這兩者間的實際相容性逐漸變差。在瀝青中均勻分散SBS，因為產生穩定的熱力學體系，SBS將會從瀝青中逐漸離析出來，假設停止攪拌，在使用這種改性瀝青的過程中，將會發生分層情況。瀝青和普通的聚合物之間的相容性可以分成以下三種情況。其一，混合物擁有完全型非均相體系，在這種情況下，聚合物與瀝青無法相容，相互分離，且穩定性較差，這種體系難以發揮改性瀝青的具體作用。其二，混合物擁有分子水準的均相體系，在這種情況下，瀝青和聚合物完全相容，瀝青內的所有油分均能夠溶解掉聚合物，并破壞聚合物的分子和分子之間的相互作用，穩定性強，在增強粘結性能的同時，無法改善其他的性能，并不具備改性瀝青的良好性能。其三，混合物擁有微觀型非均相體系，在這種情況下，聚合物或瀝青分別產生連續相，聚合物將瀝青內的油分被聚合物吸附，且溶脹后產生聚合物連續相，這種連續相和瀝青完全相反，瀝青中的殘余油分將會分散在該聚合物連續相內，最大程度地提高了瀝青性能[1]。

SBS改性瀝青自身具備較好的高溫耐熱性能、彈性以及低溫抗裂性能，在建設道路以及防水材料的生產領域中得到較為充分的運用。但是在實際的應用中，SBS改性瀝青依舊存在以下問題：SBS和部分瀝青之間的相容性偏差，這個問題并沒有得到解決。在儲存以及使用SBS改性瀝青的過程中，穩定性較差，瀝青與SBS之間容易產生相互分離的問題，使得改性瀝青成為了非均質體，對其使用性能造成嚴重影響。所以，SBS改性瀝青的穩定性、相容性研究成為了熱點問題。

2 SBS改性瀝青的性能測試

首先將瀝青加熱到185℃左右，再添加定量SBS，利用高速剪切分散機，進行120分鐘的混合分散處理，然后將穩定劑加入其中，接著進行半小時的混合分散處理，最終制成SBS改性瀝青。利用相關技術按檢測標準對改性瀝青的延度、針入度以及軟化點等指標進行測試。通過離析實驗發現，SBS的用量以及結構會對改性瀝青的穩定性以及相容性產生影響；瀝青類型會對改性瀝青的穩定性以及相容性產生影響；化學穩定劑對于改性瀝青的穩定性與相容性產生改性影響[2]。

3 來自SBS滲入量方面的影響

當聚合物的滲入量在5%以下時，瀝青是連續相，因為聚合物能夠吸收瀝青內的油分，瀝青連續相內的瀝青質含量增加，瀝青彈性以及粘度也在增加。而在高溫情況下，聚合物連續相的勁度模量偏大，提高了瀝青的實際力學性能。當處于低溫情況下，分散相的實際勁模量在偏低，使得瀝青脆性也在降低。所以分散型聚合物的連續相能夠改善瀝青的低溫性能以及高溫性能。

當聚合物的滲入量在5%至10%之間時，將會產生聚合物與瀝青兩相相互交叉的連續相。通常情況下，難以控制好這種狀態，溫度不同所形成的連續相也會不同，瀝青性能也會隨著溫度發生改變。

當聚合物的滲入量為10%時，可能會形成聚合物連續相，且在這種情況下，并不屬于聚合物改性瀝青，瀝青內的油分對于聚合物會產生塑性，其所表現出的性能在具有瀝青性能的同時，還具有聚合物的相關性能[3]。

4 結語

SBS改性瀝青的穩定性與相容性，和SBS以及瀝青結構和類型等存在著一定的聯系；線型SBS改性瀝青與星型SBS改性瀝青相比較而言，其相容性更好。此外，穩定劑造成SBS發生交聯反應，促進分散型SBS建立穩定、完整的的空間網絡結構，然后把瀝青包裹于該網絡結構中，避免瀝青與SBS這兩者的相互分離；添加穩定劑，還能夠引發接枝反應，產生接枝物，并實現SBS和瀝青表層張力的降低，提高改性瀝青的儲存穩定性。

[1]吉永海,郭淑華,李銳.SBS改性瀝青的相容性和穩定性機理[J].石油學報(石油加工),2010，02(03):201-203.

[2]張洪亮.納米CaCO_3/SBS復合改性瀝青性能與機理的研究常海洲[J].公路交通科技(應用技術版),2013,11(09):772-773.

[3]黃錦華.陳守明.陳偉三.馬來酸酐對SBS改性瀝青的性能影響[J].合成材料老化與應用,2013,14(04)：444-445.