低温等离子体活化废旧轮胎橡胶粉改进沥青性能研究

摘要

汽车产业的快速发展带来的是废旧轮胎报废量的剧增，如何解决废旧轮胎带来的黑色污染，进行资源回收再利用，对于开展循环经济和生态化工业具有十分重要的意义。废旧轮胎是一项庞大的可再生资源，世界各国对它的资源化处理也越来越重视。
　　低温等离子体改性是近年来发展比较快的一种新型材料表面改性技术。经过低温等离子体改性的材料不会改变其本体性能，只是改变了其表面性能。在辉光放电条件下进行低温等离子体活化处理，使气体部分或者全部离子化，包括电子、离子、光子和自由基等高能活性分子存在。而且根据选择工作气氛的不同，还可以对材料表面的物理化学结构进行目的性的改性。
　　本文通过低温等离子体对废旧轮胎橡胶粉进行活化处理，再经过湿法工艺制备改性沥青，研究活化胶粉对改进沥青性能的影响。文章创新性的采用低温等离子体活化橡胶粉制备改性沥青，为废旧轮胎的资源化利用提供一条新思路。
　　文章通对低温等离子体活化胶粉表面进行了较为完整的表征，采用傅里叶红外光谱分析和扫描电子显微镜，对活化前后橡胶粉的官能团和表面形貌进行了较为详细的分析;结果表明，经过低温等离子体活化的胶粉官能团种类没有发生明显的变化，但是特定的官能团含量有一定的变化，而且经过活化的胶粉表面刻蚀效果非常明显，胶粉的表面变的粗糙，以上结果表明低温等离子体活化技术可以促进胶粉与沥青的物理共混，为提高改性沥青的路用性能提供了理论基础。
　　实验以湿法工艺在高速剪切机条件下制备改性沥青，通过三大指标检测、热重差热分析、布洛克菲尔得旋转粘度计和动态剪切流变仪研究了改性沥青的性能变化。结果表明改性沥青的针入度、软化点、延度和粘度都有很大改善，改性沥青的高温性能、低温性能、温度敏感性及温度稳定性都得到很大改善。差热分析结果证明，经过低温等离子体活化制备的改性沥青热稳定性增强，胶粉掺量为15％～20％时改性效果最好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 研究的背景及意义

1．2 国内外研究现状

1．2．1 废旧轮胎胶粉生产工艺

1．2．2 胶粉改性沥青研究现状与发展趋势

1．2．3 低温等离子体技术的研究

1．3 实验理论可行性分析

1．4 研究意义及创新性

1．5 研究内容与技术路线

1．5．1 研究内容

1．5．2 技术路线

第二章 实验设备、方法及材料选择

2．1 实验设备

2．2 实验试剂

2．3 实验方法

2．3．1 低温等离子体活化

2．3．2 改性沥青的制备

2．3．3 针入度实验

2．3．4 软化点实验

2．3．5 延度实验

2．3．6 布氏旋转粘度实验

2．3．7 动态流变剪切实验

2．3．8 红外光谱实验

2．3．9 扫描电子显微镜

2．3．10 热重差热分析实验

第三章 低温等离子体活化胶粉改性沥青机理及性能分析

3．1 机理分析

3．1．1 胶粉和活化胶粉的官能团分析

3．1．2 改性沥青的官能团分析

3．1．3 胶粉表面形貌分析

3．1．4 改性沥青的热稳定性分析

3．2 改性沥青的性能分析

3．2．1 高温性能分析

3．2．2 感温性能分析

3．2．3 低温性能分析

3．2．4 动态剪切流变(DSR)实验研究

3．2．5 温度敏感性研究

3．3 本章小结

第四章 结论与展望

4．1 结论

4．2 展望

参考文献

致谢

作者简介