高性能聚合物改性瀝青的開發(fā)和利用是提高瀝青路面抗病害能力、延長路面壽命、降低養(yǎng)護(hù)成本的重要手段,然而薄弱的界面影響其使用性能。鑒于此,本文采用數(shù)值模擬的方法探討不同因素對(duì)復(fù)合改性瀝青界面的影響,找出適合瀝青改性的碳納米管種類,為材料制備提供理論依據(jù)。以碳納米管（CNTs）為納米尺度,以瀝青改性領(lǐng)域應(yīng)用最廣泛、技術(shù)最成熟的苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物（SBS）為微米尺度,基于跨尺度增強(qiáng)設(shè)計(jì),通過共混工藝制備碳納米管/聚合物復(fù)合改性瀝青,研究碳納米管摻量和添加方式等因素對(duì)復(fù)合改性瀝青微觀結(jié)構(gòu)和流變特性的影響,揭示微觀結(jié)構(gòu)與流變特性間相關(guān)性,進(jìn)而認(rèn)識(shí)碳納米管/聚合物復(fù)合改性瀝青的界面增強(qiáng)機(jī)制。為探究碳納米管表面改性、碳納米管管壁數(shù)、拉拔行為對(duì)復(fù)合改性瀝青界面粘結(jié)特性的影響,建立了復(fù)合改性瀝青界面區(qū)分子模型,以界面拔出能、剪應(yīng)力、分子動(dòng)力學(xué)快照、溶解度參數(shù)及徑向分布函數(shù)分析了復(fù)合改性瀝青界面粘結(jié)特性變化,探討了復(fù)合改性瀝青界面區(qū)分子的交互作用,為材料制備提供理論依據(jù)。結(jié)果表明:CNTs拉拔行為緩解了界面破壞,而羥基改性的多壁碳納米管對(duì)復(fù)合改性瀝青界面改善效果最佳;SBS改性瀝青中SBS與芳香分、飽... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：180 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【部分圖文】：

SBS在瀝青溶液中的分散及取向Fig.1-1DispersionandorientationofSBSinasphaltS(溶劑)

-9-界面與聚合物相的交互作用機(jī)理。圖1-2 聚合物改性瀝青聚合物相與界面示意圖Fig.1-2 Sketch map of polymer phase and interface in polymer modified asphalt已有研究注意到改性瀝青界面的影響：瀝青的改性效果取決于兩相溶解度參數(shù)差，而馮敏賀指出溶解度參數(shù)差是由材料本身性質(zhì)、共混方式和界面性質(zhì)決定[52]。陳華鑫指出在共混過程中，SBS浸潤、吸附部分溶解度參數(shù)相近的瀝青組分，形成一定厚度的界面吸附膜，界面性質(zhì)直接決定改性瀝青相容性[53]。Yu在研究瀝青中微觀結(jié)構(gòu)粘附特性時(shí)發(fā)現(xiàn)微觀結(jié)構(gòu)間界面影響體系穩(wěn)定性[54]。Painter研究表明機(jī)械分散后的SBS會(huì)自動(dòng)凝聚、離析，再聚結(jié)，網(wǎng)絡(luò)越細(xì)，兩相界面表面能越大，則聚結(jié)效應(yīng)越嚴(yán)重，越容易發(fā)生高溫相分離[55, 56]。此外，線性SBS的不飽和丁二烯相極易老化，老化致使SBS降解

界面改性、光催化、抗氧化等特點(diǎn)。在眾多納米材料中，CNTs以其特殊的結(jié)構(gòu)和優(yōu)異的性能成為研究熱點(diǎn)。CNTs是由單層或多層石墨片卷曲而成的無縫納米管狀殼層結(jié)構(gòu)(見圖1-3)。作為一種新型的準(zhǔn)一維功能材料，其具有很高的剛度和強(qiáng)度，研究表明單層CNTs的楊氏模量可達(dá)TPa量級(jí)，約為鋼的5倍，而多層CNTs的彈性模量也能達(dá)到幾百GPa，碳納米管的拉伸強(qiáng)度很高，大約在11GPa~63GPa的范圍內(nèi)，約為鋼材的1000倍，壓縮強(qiáng)度更高，在100GPa~170GPa之間，理論預(yù)測(cè)它的破壞應(yīng)變可達(dá)30%[62]

【參考文獻(xiàn)】：
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