生物瀝青制備方法及其性能性能綜述

【摘 要】 本文綜述了生物瀝青的制備方法及工藝，對生物瀝青的基本參數與原基質瀝青進行了對比。并對目前國內生物瀝青部分相關研究進行了收集總結，分析了不同種類生物瀝青的技術性能。

【關鍵詞】 石油瀝青 生物瀝青 生物油

1研究現狀

近年來，生物粘結劑作為石油瀝青的替代品在國內外收到廣泛關注[1-3]。生物瀝青是以農林業產品及廢棄物、生活有機廢棄物、能源作物等生物質材料為原料，經過熱裂解、調合等工藝制備而成性能類似石油瀝青的膠結料，具有綠色無污染、成本低廉、來源廣泛等優勢[4-6]。

生物油含有大量的能提高混合料的和易性并降低拌和壓實溫度的碳氫化合物[7，8]，該類物質能夠由于降低了基質瀝青黏度而改善瀝青的施工和易性，并提高其抗疲勞性能和低溫開裂性能。因此生物結合料由于能以一定比例替代石油瀝青而具有良好的發展前景。目前，生物瀝青主要作為有三種替代方式：完全替代（100%替代）、作為添加劑（25%一75%替代）、作為改性劑（<10%替代）[5]。目前生物瀝青研究的生物質來源主要分為以下三類，分別為：1）秸稈、木屑、草屑等木質纖維類;2）豬糞等動物糞便類;3）地溝油類（廢棄食用油脂、煎炸廢油等）。此外，生物油還可以通過微藻、橡木分解、棉籽和大豆煉油的下腳油以及咖啡渣等生產[5]。我國作為世界第一人口大國及工農業大國，每年會產生大量動物糞便以及木質纖維類廢棄物，而各種廢棄物會加速環境污染和溫室氣體排放，因此如何處理工農業發展所產生的廢棄物且變廢為寶成為當今社會的熱門話題。

2生物瀝青制備工藝

由生物質熱解制備得到的液體產物簡稱為生物油，生物油是由生物質中木質素、纖維素和半纖維素共同轉化得到，表觀上呈黑色或黑褐色勃稠狀，是分離與制備生物瀝青的母體。現階段生物質液化主要有兩種方法：1）生物質熱解液化法;2）生物質高壓液化法。

動植物等原材料直接經液化制備的生物油還無法達到路用標準，因此一般還需要將初步制備的生物油進行再次加工以制備能夠滿足瀝青使用要求的生物瀝青。目前將生物油加工成生物瀝青的方法主要有四種：1）蒸餾法;2）調和法;3）氧化法;4）聚合物改性法。

3生物瀝青性能研究

目前國內外生物瀝青主要分為木質纖維類、動物糞便類和地溝油類三種。目前大多數生物油都是作為添加劑或者改性劑加入到基質瀝青中來提升原瀝青性能。通過相關試驗可以看出三種類型的生物瀝青均會提升原瀝青的低溫性能、抗疲勞能力和抗老化能力。并且在加入生物瀝青作為改性劑或者添加劑后石油瀝青的黏度、溫度敏感性都得到降低.并且通過該試驗可以看出基質瀝青有很好的相溶性;但也有高溫下易老化、低溫下易脆、延性較低、長時間放置后會表現出非均勻性等問題。目前對木質纖維類生物瀝青的高溫穩定性還存在爭議，多數研究表明木質纖維類生物油對瀝青結合料的高溫性能影響不大，甚至降低高溫性能[6]。動物糞便類生物油性能較差，大部分被作為改性劑摻入基質瀝青且摻量較少（不超過10%）。普遍認為動物糞便類生物油能夠提高結合料的高溫穩定性和低溫抗裂性，降低瀝青黏度。目前國內關于動物類生物瀝青的相關研究多針對其結合料性能，缺乏對其路用性能研究與評價。地溝油基生物有能夠提升瀝青的和易性和流變性能，但由于親水基團的存在，生物瀝青的抗水損害能力不足。

4結語

生物瀝青作為一種具有可再生、高性價比和環保的新型材料是傳統瀝青的良好替代品，具有極大的發展前景。目前我國生物瀝青的研究已經逐步展開，并且部分企業已經開始進行規模化生產自研的生物瀝青，隨著科學技術的發展，生物瀝青相關技術將逐漸成熟。同時，生物瀝青與石油瀝青在組成上存在顯著差異，其老化機理、老化行為以及評價方法仍需進行深入研究。

【參考文獻】

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作者簡介：姓名：羅萬力 出生年月：1995.9.30 性別：男 民族：漢 籍貫：重慶 學歷：本科（研究生在讀） 單位：重慶交通大學 研究方向：道路材料 單位省市：重慶市南岸區 郵編：400074