發(fā)布時間：2017-11-20 01:04

  本文關(guān)鍵詞：利用清潔制漿副產(chǎn)木質(zhì)素鈉和電石渣等原料創(chuàng)建改性瀝青新體系的研究

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【摘要】：本課題組已經(jīng)成功開發(fā)了清潔制漿生產(chǎn)新工藝,大大減少了堿的用量,避免了木質(zhì)素的分解,可以聯(lián)產(chǎn)平均分子量達(dá)到400萬左右的木質(zhì)素鈉鹽液體或粉體,并進(jìn)一步將其開發(fā)成水煤漿乳化劑和緩控釋肥。另外,利用課題組研發(fā)的磺化新工藝也順利生產(chǎn)出了木質(zhì)素磺酸鹽及其衍生物。為克服傳統(tǒng)濃縮、干燥、焚燒或改性等方法未能充分、高效、全價利用木質(zhì)素鈉資源的問題,使新工藝得到的高分子量木質(zhì)素鈉鹽得到更好利用,有必要進(jìn)一步開拓其新的用途。廈門大學(xué)產(chǎn)品工程課題組研發(fā)團(tuán)隊前期已經(jīng)分別用納米碳酸鈣、腐植酸鹽、助劑(地溝油)、城市污泥和生物基材料等對瀝青進(jìn)行了改性和替代研究,取得了很好的成果,奠定了前期研發(fā)基礎(chǔ)。石油瀝青是道路路面最主要要的材料之一,瀝青道路建設(shè)的高速發(fā)展使瀝青需求量不斷增加。我國瀝青產(chǎn)量僅占需求量的58.4%,瀝青市場長期處于供不應(yīng)求[1]的狀態(tài)。隨著國家“一帶一路”戰(zhàn)略的提出和基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的持續(xù)推進(jìn),增加瀝青的來源,降低瀝青價格,提升瀝青品質(zhì)成為研究者們關(guān)注的重點。因此,將木質(zhì)素鈉鹽[2]、無機(jī)鈣鹽和助劑等開發(fā)為能夠提升瀝青品質(zhì)或減少基質(zhì)瀝青用量的路面瀝青原料,具有十分重要的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益。本論文課題基于前期研究基礎(chǔ),重點對木質(zhì)素鈉、電石渣和助劑等三廢資源復(fù)合作為瀝青改性劑和替代效果進(jìn)行了深入研究,開發(fā)出了符合使用要求,能夠大幅提升使用性能的瀝青新配方。證明了清潔制漿副產(chǎn)物木質(zhì)素鈉,用電石渣和煙道氣合成的以納米碳酸鈣為主要成分的無機(jī)鈣鹽及助劑等三廢原料及其復(fù)合原料可作為路面改性瀝青性能提升和改善的大比例添加原料,創(chuàng)新了瀝青“海島”結(jié)構(gòu)的新組成形式。本課題系統(tǒng)研究了復(fù)合生產(chǎn)改性瀝青的最佳混合時間、制備工藝和合適的瀝青標(biāo)號。摸索了木質(zhì)素鈉、無機(jī)鈣鹽和助劑等助劑單獨(dú)或復(fù)合添加對瀝青老化前后三大指標(biāo)等的影響規(guī)律,并對其實際路面使用性能等進(jìn)行了評價。證明了木質(zhì)素鈉或/和無機(jī)鈣鹽的加入可以提高復(fù)合瀝青的軟化點和粘度;二者分別與助劑助劑或者三者復(fù)合后可提高改性復(fù)合瀝青的針入度和延度。同時,瀝青混合料的馬歇爾模數(shù)和車轍動穩(wěn)定度也得到大幅提高,可以實現(xiàn)上述三種原料資源化,拓展瀝青原料新途徑,創(chuàng)建和提升高性價比的改性瀝青新體系。通過掃描電鏡、熱重和紅外光譜等分析手段對復(fù)合瀝青組成、復(fù)合瀝青微觀結(jié)構(gòu)等進(jìn)行了分析表征。初步摸清了改性劑與瀝青性能的間的相互關(guān)系,確定了復(fù)合瀝青的原則和性能影響的規(guī)律,證實了瀝青“海島”新體系的假設(shè),對瀝青的研究具有很好的指導(dǎo)作用和意義。成功開發(fā)出木質(zhì)素鈉、無機(jī)鈣鹽及助劑等三廢資源作為改性瀝青原料的新工藝,通過工藝優(yōu)化、配方優(yōu)化和復(fù)合創(chuàng)建了穩(wěn)定的瀝青新體系。無機(jī)鈣鹽的高度分散性和吸附性可以顯著增加瀝青路面的耐溫和耐磨性;木質(zhì)素鈉的網(wǎng)狀及空腔結(jié)構(gòu),可吸附、鑲嵌瀝青組分及納米粒子,同時有利于低沸點油分分子向其中擴(kuò)散,提高復(fù)合瀝青耐溫性能。木質(zhì)素鈉的特殊結(jié)構(gòu)還使其能夠很好的吸收車載能量,增加路面彈性,形成可以進(jìn)行物質(zhì)和能量交換的大量漂浮性“玲瓏球”的瀝青新結(jié)構(gòu)。研究成果很好彌補(bǔ)了路面石油瀝青來源不足的問題,具有重要的應(yīng)用推廣價值和巨大的經(jīng)濟(jì)、社會和環(huán)保效益。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TE626.86;X793

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本文編號：1205500