瀝青紅外光譜快速檢測(cè)方法探討

王澤華新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)交通與物流工程學(xué)院（830052）

0 前言

當(dāng)前瀝青性能指標(biāo)檢測(cè)方法眾多，如GBT 4507—2014瀝青軟化點(diǎn)測(cè)定法、GBT4508—2010瀝青延度測(cè)定法、GBT4509—2010瀝青針入度測(cè)定法、SHTO425—2003石油瀝青蠟含量測(cè)定法等。傳統(tǒng)瀝青檢測(cè)方法要求用到很多設(shè)備，操作程序較多，過(guò)程也很復(fù)雜，不僅檢測(cè)周期較長(zhǎng)，檢測(cè)結(jié)果也存在滯后需求等問(wèn)題。因此為了保證瀝青質(zhì)量監(jiān)控效果，需要大力研究瀝青紅外光譜快速檢測(cè)技術(shù)，以便避免瀝青在使用中出現(xiàn)質(zhì)量問(wèn)題。

1 瀝青紅外光譜快速檢測(cè)的方法原理

傅里葉紅外光譜分析儀簡(jiǎn)稱FTIR，在材料官能團(tuán)、化學(xué)反應(yīng)中材料化學(xué)鍵變化等分析中應(yīng)用比較多，其工作原理如下：光源將紅外光發(fā)出來(lái)，通過(guò)分束器變成兩束，分別到達(dá)定鏡與動(dòng)鏡，動(dòng)鏡以恒定速度保持直線運(yùn)動(dòng)，兩束光會(huì)產(chǎn)生光程差，最終形成干涉[1]。分束器中干涉光會(huì)合，并向樣品照射，樣品則吸收部分頻率的紅外光，導(dǎo)致干涉光強(qiáng)度發(fā)生變化，并形成樣品干涉圖。利用傅里葉變換處理干涉圖，獲得透過(guò)率或吸光度隨波數(shù)或波長(zhǎng)的紅外吸收光譜圖。

根據(jù)吸光度強(qiáng)度與化學(xué)鍵濃度的關(guān)系，借助FTIR作出定量分析。要在布格定律中，對(duì)吸光度強(qiáng)度與化學(xué)鍵濃度的關(guān)系作出了描述，得出某些化學(xué)鍵為一種多組分的混合物，化學(xué)鍵吸光度與化學(xué)鍵濃度為正比關(guān)系。

2 瀝青紅外光譜快速檢測(cè)的發(fā)展

近年來(lái)，科研機(jī)構(gòu)提出了FTIR紅外光譜圖的新型解析方法，除了能夠提升光譜對(duì)照的針對(duì)性以外，也能夠保證光譜對(duì)照更加準(zhǔn)確，并實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：

1）提升瀝青針入度等宏觀檢測(cè)指標(biāo)推算的準(zhǔn)確性與快速性，建立瀝青紅外光譜圖與瀝青宏觀三大指標(biāo)測(cè)試結(jié)果的一一對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)庫(kù)，打造紅外光譜圖與宏觀指標(biāo)的數(shù)學(xué)模型，這樣能夠利用檢測(cè)瀝青的紅外光譜圖，對(duì)瀝青宏觀檢測(cè)指標(biāo)的數(shù)值作出快速預(yù)測(cè)，最終得出瀝青質(zhì)量波動(dòng)、合格等情況[2]。

2）準(zhǔn)確甑別SBS改性瀝青中的異樣添加物。利用橡膠油、橡膠顆粒、橡膠粉、硫黃、抗車轍劑、PE、SBR等多種可能添加到SBS改性瀝青中的異樣物質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)，對(duì)受檢瀝青和數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)圖譜作出一一比對(duì)，對(duì)SBS改性瀝青的異常情況作出檢測(cè)，通過(guò)報(bào)告警示、數(shù)值警示的形式，對(duì)檢測(cè)人員進(jìn)行提醒。

3）提升了SBS摻量的推算精度。在運(yùn)用新型FTIR紅外光譜圖解析方法后，能夠保證光譜對(duì)照的針對(duì)性大幅度的提高，也為光譜對(duì)照的準(zhǔn)確性提供了可靠保障[3]。相比于以往常用的二維紅外光譜圖推算SBS改性瀝青中SBS摻量的結(jié)果，有效降低了偏差比例，偏差比例從最開(kāi)始的18.18%變?yōu)?.27%。

3 結(jié)語(yǔ)

在瀝青紅外光譜快速檢測(cè)的過(guò)程中，主要采用FITR技術(shù)，以保證分子化合物結(jié)構(gòu)鑒定與定量分析的準(zhǔn)確性與可靠性。FITR光譜儀紅外光源向樣品照射，檢測(cè)器能夠?qū)悠肺盏墓饬孔鞒鼍_測(cè)量。這種吸收能夠產(chǎn)生特有的光譜指紋，從而將分子結(jié)構(gòu)與混合物中特定化學(xué)物的含量精確測(cè)定出來(lái)。今后我們還要繼續(xù)深入研究，進(jìn)一步提升瀝青紅外光譜快速檢測(cè)的速度與準(zhǔn)確性，保證瀝青在使用中各項(xiàng)性能達(dá)標(biāo)能夠滿足實(shí)際要求。