基于动态老化方程的沥青抗老化性能对比研究

对4种沥青进行不同时间的RTFOT老化试验,采用动态方程进行拟合,得到了沥青针入度、延度、软化点、黏度的老化参数和老化方程;以针入度、延度、软化点、黏度的老化参数L和r为评价指标,采用灰色关联理论综合评价不同沥青的抗老化性能.结果表明:针入度、软化点、延度和黏度与老化时间存在非线性关系,在初始期,老化速率大,随着时间的推移,老化速率趋于缓慢;沥青的老化过程可用动态方程表征,其老化参数L和r能很好表征老化度和老化速率,不同沥青、不同指标的老化参数排序不一致;采用灰色关联理论评价4种沥青的抗老化性能排序为:室内制备改性沥青>90#A级基质沥青>成品改性沥青>70#A级基质沥青.

对科学文献老化方程的商榷

笔者拜读了刘文同志新近发表的《科学文献老化方程新探》(以下简称《新探》)一文以后,对作者勇于探索的精神十分钦佩,但对文中的方法和结论实难苟同,特对此提出商榷。《新探》在“分析和研究”

科学文献老化方程新探

对科学文献老化规律的研究,从本世纪10年代就开始了。近几十年来,科学文献迅猛增长,更促使人们加强对文献老化规律的研究。1960年,美国的巴尔顿和凯普勒合作,对科技文献老化问题进行了一系列研究,提出了巴尔顿——凯普勒老化方程,其解析式如下:

SBS改性沥青的老化方程及应用

建立起SBS改性沥青的非线性微分老化方程,应用微分方程探索SBS改性沥青的老化规律,并计算任意时刻的沥青老化量和老化速率;测定SBS改性沥青在不同RTFOT老化时间下的针入度、5℃延度、软化点、135℃粘度指标,得出各指标的老化参数及老化方程,通过分析实验值与老化方程计算值间的相关性,验证非线性老化方程的可靠性;对老化方程的潜在应用方向进行了初探。研究结果表明:非线性老化方程能精确地预测SBS改性沥青的针入度、软化点、粘度、延度的老化规律,能计算任意时刻各指标的老化量及老化速率;老化速率方程计算显示,沥青的老化速率在开始时刻最大,后期随老化时间的延长而逐渐变小,与老化的实际情况吻合;沥青老化方程可用于沥青抗老化性能评价、耐久性评价、沥青路面开裂预测、沥青路面再生决策。

基于非线性方程的高粘沥青热氧老化性能研究

针对高粘沥青热氧老化研究的不足,利用TPS制备高粘改性沥青,采用旋转薄膜烘箱进行老化,测试不同老化时间下的5℃延度、软化点、针入度及135℃粘度,根据试验结果建立TPS高粘沥青热氧老化方程,并对其不同时刻的老化速率进行计算。研究结果表明:TPS高粘改性沥青老化性能可以采用非线性方程进行预测,并可以计算各老化时间下的老化速率;TPS高粘沥青的热氧老化存在最终老化量,老化速率最终为0;TPS的改性对于沥青降低热氧老化中软化点和135℃粘度最终衰减比例的能力有一定的提升作用;但对沥青5℃延度随老化时间的损失率有一定的加速作用。

沥青老化预估方程研究

针对目前沥青热氧老化预估研究的不足,利用旋转薄膜烘箱对SK90#沥青进行不同时间的老化,分析沥青的针入度、软化点、延度及粘度与老化时间的关系,并根据试验结果回归分析建立沥青老化后性能的非线性预估方程。研究结果表明:沥青的路用性能在老化过程中符合非线性数学方程;沥青老化存在最终老化量;利用建立的沥青老化方程可以较为精准的预估沥青在不同老化时刻的针入度、软化点、延度等性能,同时可以预测沥青在不同时刻的老化速率。

交联聚乙烯海底电缆绝缘层热老化寿命及理化性质分析

交联聚乙烯(XLPE)海底电缆绝缘层在热老化过程中使用寿命会受到影响,其微观理化性质也会产生变化。通过对未运行的海底XLPE电缆绝缘层进行模拟加速热老化试验,测定其断裂伸长率保留率,结合Arrhenius公式推导出其老化寿命。并利用傅里叶变换红外光谱分析其羰基指数、差示扫描量热法分析其结晶度,探究其老化的理化性质。研究表明,其热老化寿命能达到80年,并且羰基指数随着热老化时间的延长而增大,结晶度随热老化时间延长先增大后急剧减小;随着XLPE结晶度的升高,羰基指数增加,其断裂伸长率保留率减少。

沥青热氧老化的非线性预测

针对沥青热氧老化预测的不足,采用旋转薄膜烘箱试验研究了克拉玛依90#沥青在热氧老化过程中的针入度、软化点、粘度、延度与老化时间的关系,建立了预测沥青因热氧老化引起的性能衰减规律和老化速率的非线性老化方程。研究结果表明:非线性老化方程能够精确地预测沥青的针入度、软化点、粘度和延度在热氧老化条件下的老化规律,并能够量化沥青的热氧老化速率及最终老化量;沥青针入度、软化点和15℃延度的老化速率在开始时刻最大,然后随着老化时间的延长而逐渐变小,最后达到平衡。

聚合物基复合材料自然老化寿命预测方法

通过对大量聚合物基复合材料自然老化数据的分析研究 ,建立了高置信度、高可靠度的自然老化寿命方程 ,从而可以求得工程结构设计中急需的聚合物基复合材料高置信度、高可靠度的自然老化寿命和老化剩余强度。同时 ,还提出了确定该老化方程中参数的小子样方法 ,在精度相同的情况下 ,该方法可以比传统的成组试验法节省 5 0 %以上的试件 ;而在试件数一定的条件下 ,则可以大大提高预测精度。

KLMY90#沥青复合抗紫外线老化剂的试验研究

采用光屏蔽剂、抗氧化剂、光稳定剂3种材料复配基质沥青抗紫外线老化剂,根据其紫外线老化规律建立了老化方程,确立了最终老化量表征值|m/nP0|,并利用老化方程及|m/nP0|对6种组合方式进行了抗紫外线老化能力分析,得出了最优复配抗紫外线老化剂组合体系,进而对组合体系中各组分进行了最佳复合掺量研究.结果表明:沥青的紫外线老化规律符合P(t)=m/n(1+m-nP0/nP0e-mt);采用5.0%(质量分数)抗氧化剂+1.5%(质量分数)光稳定剂的复合抗紫外线老化剂具有最强的抗紫外线老化能力.

基于HPLC的三芳甲烷类染料字迹人为老化的实验研究

目的对蓝色圆珠笔字迹在经过紫外光源老化后的独特特征进行研究,建立确认紫外灯照射的人为老化文件的方法。方法本文以蓝色圆珠笔字迹为研究对象,蓝色圆珠笔中的三芳甲烷类染料在紫外灯的照射下会吸收光子的能量加速其老化脱甲基的反应,通过适当的假设可以推导出其老化程度随时间变化的老化方程,由于目前紫外灯管几乎全部是线型结构,建立合适的坐标系,假设线型灯管能量分布均匀,且紫外线以球面波的形式传播出去,可以计算出纸面上任意一点的能量,通过纸张表面不同位置的三芳甲烷类染料的老化程度的不同来区别自然老化文件与紫外灯人为老化文件的不同。结果经过实验发现对于紫外灯人为老化文件来说甲基紫初始含量比上老化后含量的对数值与紫外灯对于该点的能量的辐出的比值为一个常数K,该K值稳定,浮动范围小,线性关系的置信度大于99%,可以认为两个参数之间存在显著地线性关系,可以证明对于老化方程的推导和能量密度分布函数的推导合理符合实际,对于自然老化文件来说则不存在这种规律。结论可以利用这种特殊的分布规律构建一个衡量这种分布的函数来定量地确认紫外灯照射的人为老化文件。

再生SBS改性沥青的老化性能研究

为研究再生SBS改性沥青不同老化时间的老化程度和老化速率,以及与新SBS改性沥青的差异性,建立了再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青的非线性微分老化方程,通过测定再生SBS改性沥青和新SBS改性沥青在不同TFOT老化时间后的粘度、针入度、软化点和延度指标,计算得到老化参数,根据老化方程和老化参数分析了再生SBS改性沥青的老化性能。研究结果表明,在老化初期,除延度外,再生SBS改性沥青的各项性能均比新SBS改性沥青衰减迅速,但在长时间老化后,2种沥青的各项性能趋于相同。

微波胶粉改性沥青的热老化性能

设计不同时间及温度条件对微波胶粉改性沥青进行老化试验,通过沥青三大指标及动态剪切流变试验,分析了微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下性能的变化,并建立热老化动力学方程以揭示微波胶粉改性沥青在老化作用下的性能变化规律。研究结果表明:微波胶粉改性沥青在热氧老化作用下,其内部轻质组分大量逸出,同时部分转变为沥青质等重质组分,沥青变得脆硬,高温抗变形能力提高,而温度和时间的提高均会促进沥青老化程度的加深;微波胶粉改性沥青老化过程中仍存在强烈的胶粉溶胀与降解反应,两种作用共同促进了微波胶粉改性沥青180℃特殊的流变性;采用软化点作为老化参数建立的老化动力学方程能够准确模拟微波胶粉改性沥青的老化进程。

耦合作用下高粘沥青老化性能的非线性预测

为解决高粘沥青热氧老化预估研究不足的问题,选用辽河90~#沥青,国产OLB-1型高粘改性剂制备高粘改性沥青.采用旋转薄膜烘箱对高粘改性沥青进行短期老化,测试不同高粘改性剂掺量下的软化点、针入度、5℃延度.研究结果表明:通过试验结果建立非线性高粘沥青老化方程,能够精准预测高粘沥青经任意时间和任意掺量老化后的性能指标.通过层次分析法确定出指标权重,以灰色关联度作为评判准则,选出抗老化性能优良的改性剂掺量.研究结论突破了高粘沥青在时间与掺量耦合作用下的老化研究,有助于对沥青抗老化性能的评价和预测.

橡胶粉改性生物沥青的老化特性研究

为评价热氧老化对橡胶粉改性生物沥青的性能影响,采用流变性评价指标分析生物沥青和橡胶粉改性生物沥青的高温抗变形能力,并基于流变性评价指标建立不同老化温度及时间下的橡胶粉改性生物沥青老化动力学模型。试验表明:橡胶粉改性生物沥青的抗老化能力显著优于生物沥青,且橡胶颗粒越大,抗老化能力越强;随着老化时间的延长,橡胶粉改性生物沥青的高温抗变形能力非单调性增加。在此基础上以车辙因子、应变恢复率相对差异和不可恢复蠕变柔量相对差异3个流变性指标分别建立老化动力学方程,其中以车辙因子拟合建立的老化动力学模型计算值与试验测量值相关性最好,能够反映橡胶粉改性生物沥青老化的实际过程,可以快速评价其黏弹特性。

THFS改性沥青的抗老化性能

为研究四氢呋喃可溶物(tetrahydrofuransoluble,THFS)改性沥青的抗老化性能,采用RTFOT对不同THFS掺量(0%、4%、6%、8%、10%)的改性沥青进行老化,利用软化点增量(softening pointincrement,SPI)、黏度老化指数(viscosity agingindex,VAI)、残留针入度比(residual penetration ratio,RPR)、残留延度(residual ductility,RD)以及老化前、后的羰基峰面积比值从宏、微观角度分析其抗老化性能。利用Pearson系数法建立THFS改性沥青微观结构与宏观性能之间的相关性。以THFS改性沥青的软化点为参数建立老化动力学方程,分析老化过程的反应速率和活化能。结果表明:THFS改性沥青的SPI、VAI、RPR、羰基峰面积比值与THFS掺量成良好的线性关系,随着THFS掺量的增加,沥青的羰基浓度、SPI、VAI和反应速率逐渐增大,RPR、RD和活化能逐渐降低,说明沥青的抗老化性能越来越差,其中,THFS改性沥青老化前、后的羰基峰面积比值与SPI的相关性最大。当THFS掺量在6%以内时,THFS改性沥青的SPI、VAII、RPR、反应速率及活化能变化幅度相对较小,因此,建议THFS掺量控制在6%以内。

航空发动机常用橡胶的热空气老化研究

利用热空气老化理论研究在航空发动机中主要使用的氟橡胶(牌号FX-17)和氟醚橡胶(牌号FM-1)在高温下的老化寿命。利用阿伦尼乌斯方程拟合压缩永久变形性能变化与老化时间的关系,建立在贮存温度下的老化动力学方程,估测两种橡胶在常温下的贮存寿命。试验结果具有较好的线性关系和相关性。氟醚橡胶在长时间贮存情况的形变保持率优于氟橡胶。

船用丁苯橡胶绝缘电力电缆剩余寿命评估

采用实验室加速热老化并结合Arrhenius热老化方程,对船用丁苯橡胶绝缘新电缆的使用寿命进行预测。然后将新电缆实验数据中的性能失效值作为使用中电缆实验性能失效评判标准值,对使用中的丁苯橡胶绝缘电力电缆的剩余寿命进行计算,通过计算两者之差得到使用中电缆的剩余寿命,计算结果基本和实际情况一致。证明了利用该方法对使用中的电缆的剩余寿命进行评估可靠实用,为使用中的电缆预防性更换提供理论和实践依据。

《湘潭工学院学报》参考文献的统计分析与比较

统计分析了《湘潭工学院学报》近5年290篇论文的引文量及引文频数分布,研究了文献的老化规律、引文文献类型及文种变化,得出引文量为4.2,半衰期为7.3755,图书与期刊约占相同比例,并与全国现状进行了比较分析,提出了建议及措施表6。