PPT報告之一：

 第一部分  SBS及SBS改性瀝青

1-1、道改材料簡介

1-2、改性劑生產工藝

1-3、產品介紹：線型SBS聚合物

 1-4、產品介紹：星型SBS聚合物

1-5、產品介紹：三嵌段＋二嵌段 SBS 聚合物

1-6、產品介紹：S-SBR

 （介紹圖片略）

1-7、產品介紹：SEBS

 （介紹圖片略）

1-8、SBS小歷史

★ 世界SBS產品工業化生產始于20世紀60年代。

★ 1963年美國Philips石油公司首次用偶聯法生產出線型SBS共聚物，商品名Solprene。

★ 1965年美國Shell公司采用負離子聚合技術以三步順序加料法開發出同類產品并實現工業化生產，商品名Kraton D。

★ 1967年荷蘭Philips公司開發出星型（或放射型）SBS產品。

★ 1973年，Philips公司推出了星型SBS產品。

★ 1980年，Firestone公司推出商品名為Streon的SBS產品，該產品的苯乙烯結合量為43%，產品有較高的熔融指數，主要用于塑料改性和熱熔粘合劑。隨后，日本的旭化成公司、意大利的Anic公司、比利時的Petrochim公司等也相繼開發出SBS產品。

★ 進入20世紀90年代以后，隨著SBS應用領域的不斷擴大，世界SBS生產發展迅猛。

★ 自1990年湖南岳陽巴陵石油化工公司合成橡膠廠采用北京燕山石油化工公司研究院技術建成了國內第一套年產1.0萬噸SBS生產裝置以來，中國SBS的生產能力穩定增長。

2-1、改性瀝青的分類與定義（Classification and definition of modified asphalt）

改性瀝青是摻加橡膠、樹脂、高分子聚合物、磨細的橡膠粉或其他填料等外摻劑（改性劑），或采取對瀝青輕度氧化加工等措施，使瀝青或瀝青混合料的性能得以改善制成的瀝青結合料。

改性瀝青其機理有兩種，一是改變瀝青化學組成，二是使改性劑均勻分布于瀝青中形成一定的空間網絡結構。

A、橡膠及熱塑性彈性體改性瀝青

包括：天然橡膠改性瀝青、SBS改性瀝青(使用最為廣泛)、丁苯橡膠改性瀝青、氯丁橡膠改性瀝青、順丁橡膠改性瀝青、丁基橡膠改性瀝青、廢橡膠和再生橡膠改性瀝青、其他橡膠類改性瀝青(如乙丙橡膠、丁腈橡膠等)。

B、塑料與合成樹脂類改性瀝青

包括：聚乙烯改性瀝青、乙烯-乙酸乙烯聚合物改性瀝青、聚苯乙烯改性瀝青、香豆桐樹脂改性瀝青、環氧樹脂改性瀝青、α-烯烴類無規聚合物改性瀝青。

C、共混型高分子聚合物改性瀝青

用兩種或兩種以上聚合物同時加入到瀝青中對瀝青進行改性。這里所說的兩種以上的聚合物可以是兩種單獨的高分子聚合物，也可以是事先經過共混形成高分子互穿網絡的所謂高分子合金。

2-2、改性瀝青的應用（Application of modified asphalt）

1、公路用途 

現代公路和道路發生許多變化：交通流量和行駛頻度急劇增長，貨運車的軸重不斷增加，普遍實行分車道單向行駛，要求進一步提高路面抗流動性，即高溫下抗車轍的能力；提高柔性和彈性，即低溫下抗開裂的能力；提高耐磨耗能力和延長使用壽命。

2、防水工程

改性瀝青防水卷材和涂料主要用于高檔建筑物的防水工程。 

2-3、SBS改性瀝青（SBS modified asphalt）

SBS改性瀝青是以基質瀝青為原料，加入一定比例的SBS改性劑，通過剪切、攪拌等方法使SBS均勻地分散于瀝青中，同時，加入一定比例的專屬穩定劑，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能對瀝青做改性處理。

 （介紹圖片略）

2-4、SBS改性瀝青生產工藝（LOREM IPSUM DOLOR）

一般來說，瀝青的SBS改性需要經過溶脹、剪切、發育三個過程。

對于SBS改性瀝青體系來說，溶脹與相容存在密切關系，溶脹大小直接影響了相容性的好壞，如果SBS在瀝青中無限溶脹，則體系變成完全相容。溶脹行為與改性瀝青生產、加工工藝和高溫貯存穩定性等有密切的關系。隨著溫度升高，溶脹速度明顯加快，在高于SBS的PS玻璃化轉變的熔融加工溫度溶脹明顯。另外SBS的結構對溶脹行為有明顯影響：星型SBS的溶脹速度較線型的慢。相關計算表明，SBS溶脹成分的密度集中在0.97一1.01g/cm3之間，接近芳香酚的密度。

剪切是整個改性過程中中關鍵的一步，往往剪切的效果會影響最終的結果。膠體磨是改性瀝青設備的核心，它處于高溫、高速運轉的環境下，膠體磨的外層為夾套結構，設有循環保溫系統，同時起減震和降低噪音的作用，膠體磨內部為帶有一定數量齒槽的環狀動盤和環狀定盤磨刀，間隙可以調整，物料粒度的均勻性和膠溶效果由齒槽的深度、寬度及磨刀的數量、形成結構的特定工作區域來決定。隨著動盤高速旋轉，改性劑受到強大的剪切和碰撞而不斷分散，將顆粒磨細，與瀝青形成混溶的穩定體系，達到均勻共混的目的。充分溶脹后，SBS與瀝青混合均勻，研磨顆粒越小，SBS在瀝青中的分散程度越高，改性瀝青的性能越好。一般為了達到比較好的效果，可以進行多次研磨。

改性瀝青的生產最后都要經過發育的過程，研磨后，瀝青進入成品罐或者發育罐，溫度控制在170-190℃，在攪拌器的作用下進行一定時間的發育過程。在這個過程中往往加入某種改性瀝青穩定劑來提高改性瀝青的儲存穩定性。

SBS改性瀝青生產工藝流程圖

瀝青的SBS改性需要經過溶脹、剪切、發育三個過程。

剪切是整個改性過程中中關鍵的一步，往往剪切的效果會影響最終的結果。

膠體磨是改性瀝青設備的核心。

研磨顆粒越小，SBS在瀝青中的分散程度越高，改性瀝青的性能越好。

 （相關說明圖片略）

2-5、SBS改性瀝青路面應用主要特性：

A、溫差較大的地區有很好的耐高溫、抗低溫能力。

B、有較好的抗車轍能力，其彈性和韌性好。

C、提高了路面的抗疲勞能力，可減少路面的永久變形。

D、粘結能力特別強，能明顯改善路面遇水后的抗拉能力，并極大地改善了瀝青的水穩定性。

E、提高了路面的抗滑能力。增強了路面的承載能力。

F、減少路面因紫外線輻射而導致的瀝青老化現象。

2-6、瀝青在混合料中的重要性：

根據SHRP研究成果，瀝青對于高溫車轍的貢獻率為29%，對疲勞的貢獻率為52%，對溫縮裂縫的貢獻率為87%。

2-7、SBS改性瀝青混合料的高溫性能評價

1、馬歇爾和靜態蠕變試驗不能很好地用來評價改性瀝青的抗車轍能力： 

對于普通瀝青混合料，評價其高溫抗變形能力的試驗方法有馬歇爾試驗、靜態蠕變試驗、動態蠕變試驗、輪轍試驗和室內環道試驗。根據前述SBS改性瀝青混合料的變形特性可知，靜態試驗不能用來評價其高溫抗永久變形能力，因為靜態試驗測定的是總變形而不是殘留變形。所以馬歇爾試驗和靜態蠕變試驗不能用來評價SBS改性瀝青的抗車轍能力。

（說明圖片略）

2、動態蠕變所測得的永久應變同車轍深度(LTT)之間具有良好的相關性

動態蠕變試驗在每次加載后(如0.2秒)，都留一較長的間歇時間(如1.8秒)以使其彈性變形完全恢復，因此，所測變形可看作為永久變形，其大小自然反映了瀝青混合料的抗永久變形能力，通常用所施加應力與測得應變的比值，即勁度模量來表征。

 （說明圖片略）

3、動穩定度－－輪轍試驗(WTT)

輪轍試驗能有效地反映瀝青混合料在輪載作用下產生車轍的情況，同室內環道試驗相比，其設備規模、試件尺寸都小得多，試驗測試簡單易行，因而被廣泛應用于瀝青混合料抗車轍能力評價。

4、室內環道試驗

能真實地模擬路面結構和車轍產生的機理，能快速可靠地評價路面結構或瀝青混合料的抗車轍能力。缺點是工作量大，費用高。下圖為基質瀝青及不同SBS含量的改性瀝青混合料的環道試驗測試結果，其中橫坐標為達到10mm車轍所需輪載次數。測試溫度為40℃，基質瀝青為110#針入度，三種改性瀝青的SBS含量分別為3％、5％和7％。顯然，隨SBS含量的提高，改性瀝青的抗車轍能力大為改善，當SBS含量為3％時，其抗車轍能力己提高10倍以上，SBS含量增加，抗車轍能力改善倍數更高。

（說明圖片略） 

 2-8、SBS改性瀝青混合料抗疲勞開裂性能

瀝青混合料在低于斷裂強度的應力的多次重復作用下會產生開裂，即疲勞開裂。評價瀝青混合料疲勞壽命的試驗方法通常為小梁三分點試驗，并分為控制應力法和控制應變法。由于SBS改性劑在瀝青中形成的三維網狀結構大大改善了瀝青的柔韌性。因此，其疲勞壽命必將提高．下圖為試驗溫度為1 0℃，疲勞應力為1.75MPa，加載頻率為40Hz條件下測得的不同SBS含量時瀝青混合料的疲勞壽命。SBS含量越高，其疲勞壽命越長，當超過5—6％以后，疲勞壽命的增長速率減弱。研究表明，根據SBS含量的不同，其疲勞壽命與基質瀝青相比可建長至3—5倍。

 （說明圖片略）

2-9、SBS改性瀝青混合料的抗低溫開裂能力

1、溫度的升降循環使瀝青混合料產生溫度應力和應力松馳，當溫度應力反復作用并超過開裂強度時，瀝青混合料便產生低溫開裂。

2、小梁冷凍試驗比拉伸試驗能更好地反映瀝青混合料的低溫開裂。

3、隨改性劑含量的增加，瀝青混合料的開裂溫度明顯降低。參考基質瀝青，N＝1025次時瀝青混合料開裂，則當SBS含量為3％時開裂溫度降低8—9℃，當SBS含量為7％時，開裂溫度可以降低18—20℃。

（說明圖片略）

2-10、SBS改性瀝青混臺料的抗剝落能力評價

1、改性瀝青對礦料的裹附能力的提高，改善了抗剝落能力。

2、對于由于外力引起的礦料剝落用加州磨耗儀來評價(CalifornaianAbrasion Test)。

3、抗水剝落用殘留馬歇爾穩定度試驗來衡量。

4、隨SBS含量的增加，改性瀝青抗磨耗和抗剝落能力明顯提高。

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