基于Han曲线的橡胶沥青结合料相态结构研究

根据橡胶沥青结合料的动态剪切流变试验变异性大的缺点,采用不同平行板间隙和不同目数的胶粉,研究不同温度和频率扫描下,橡胶沥青的复数剪切模量、相位角和相分离温度。结果表明:采用10%最大复数剪切模量作为橡胶沥青结合料动态剪切流变试验的应变控制条件能保证其结果符合线黏弹性假设,采用2 mm平行板间隙能获得试验结果的可重复性;随着橡胶粉粒径的减小,高温条件下橡胶沥青结合料Han曲线斜率逐渐增大,100目细度橡胶粉改性沥青出现相分离温度为70℃,而40,60目及80目胶粉制备的改性沥青相分离温度为60℃;不同温度-频率谱条件下的存储模量曲线出现平台区的温度与Han曲线所反映的相分离温度一致。

锂皂石分散状态对尼龙6纳米复合材料流变行为的影响

研究了有机化锂皂石的用量及分散状态对尼龙6(PA6)纳米复合材料流变行为的影响,并对不同用量锂皂石呈剥离分散机理进行了探讨。采用X射线衍射和热重分析研究发现,十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)进入锂皂石片层,能使其层间距增大。由动态流变结果发现,随着锂皂石用量的增加,复合材料储能模量、损耗模量和复数黏度明显提高。透射电镜、X射线衍射结果表明,锂皂石用量为5phr时锂皂石主要以剥离形式分散在基体中,当锂皂石用量大于5phr时,锂皂石在基体中团聚,由于无机粘土与PA6两相具有不同的松弛状态,因此共混物熔体的Cole-Cole曲线出现严重的拖尾现象。复合材料Han曲线位于对角线右侧,其粘性响应占主导地位,随着锂皂石用量的增加,其弹性响应及末端效应逐渐增强。由动态复数黏度,根据Cox-Merz原理得到了不同剪切速率下的剪切黏度,解释了不同用量下锂皂石呈剥离分散的机理。

基于DMA方法的沥青胶浆微观结构

采用动态力学分析(DMA)方法对沥青胶浆的微观结构进行了研究,通过对沥青胶浆的动态黏弹性能的变化规律以及Han曲线的温度依赖性进行分析。比较了沥青胶浆和改性沥青胶浆的相态结构的区别,并且根据沥青及沥青矿粉胶浆的损耗因子tanδ计算出参数A,用来评价沥青与胶浆的界面粘结程度。研究结果表明了用DMA方法可以很好地研究沥青胶浆的微观结构,从而为更好地改善沥青胶浆的路用性能提供了理论依据。

基于动态力学分析的改性沥青黏弹性能研究

鉴于目前的沥青黏弹性能评价指标对改性沥青的适用性较差,采用动态力学分析方法对基质沥青和改性沥青进行研究,测定了不同温度和频率下沥青的黏弹性能参数,通过Han曲线和动态黏弹参数的变化规律分析其黏弹性能.结果表明:改性沥青的Han曲线在不同温度下具有不同的温度依赖性,由于其相态结构比较复杂,导致其黏弹性能不同于基质沥青;采用动态力学方法能很好地揭示改性沥青的宏观力学性能与微观结构的相关性.

高浓度玻璃纤维增强对聚丙烯黏弹性的影响

采用玻璃纤维对聚丙烯(PP)M30RH进行增强改性,得到玻璃纤维体积分数7.11%的GFPP18和玻璃纤维体积分数11.30%的GFPP27。通过平行板旋转流变仪动态应变扫描和动态频率扫描研究了它们的黏弹性变化。表观剪切黏度与剪切频率的变化关系显示添加玻璃纤维可提高PP的黏度,添加量越高,其零剪切黏度提高越多,并会出现显著的二次剪切变稀现象。剪切模量与剪切频率的变化关系显示添加玻璃纤维可提高PP的剪切模量,尤其是代表弹性的储能模量。Han曲线显示玻璃纤维添加越多对PP弹性的影响比对黏性的影响更显著。Cole-Cole图显示GFPP18和GFPP27出现了两个松弛阶段,高频区的因分子解缠导致,低频区因玻璃纤维约束周围的PP大分子链导致。

乙烯-乙酸乙烯酯改性沥青相容性研究

利用不同掺量(分别为0%、3%、6%和9%)的乙烯-乙酸乙烯酯(EVA)共聚物经高速剪切乳化后制备改性沥青并进行动态剪切流变试验。基于热力学理论,运用Han函数对不同EVA掺量的改性沥青在不同温度条件下的相态结构进行研究分析。结果表明,在对数坐标系中,EVA改性沥青储存模量的Han曲线斜率都随温度呈正相关关系,并且未出现温度依赖性,为非均相体。Han曲线的斜率在各试验温度条件下(分别为30℃、40℃、50℃和60℃)都随着EVA掺量的增大而下降,说明EVA改性剂与基质沥青的相容性随着EVA掺量的增加逐渐变差。

基于动态温度扫描试验的TLA混合沥青高温粘弹性能研究

基于动态温度扫描试验对TLA混沥青的高温粘弹性能进行了研究,通过对TLA混合沥青的高温动态粘弹性能的变化规律以及Han曲线的温度依赖性进行分析,得出了TLA混合沥青的储存模量和损耗模量随温度和TLA掺量的变化规律,并比较了不同掺量的TLA混合沥青与基质沥青Han曲线的差异,根据这个差异可以很好的评价TLA混合剂与基质沥青的相容性.研究结果表明了该试验可以很好地分析TLA混合沥青的高温粘弹性能,从而为更好地为推广应用TLA混合沥青提供理论依据.

频率扫描下基质沥青相态结构分析

根据研究需要采取DSR仪器并将镇海70#基质沥青作为研究对象,对其进行动态剪切实验,进而得到相关的动态频率谱。按照Han曲线的研究内容对该沥青做相关研究,该沥青在试验条件内为非均相体。进而再研究沥青的相关路用性能,分析表明0℃之前该沥青的高温性能良好,疲劳性能很差。

紫外光辐照下的纳米氧化锌改性沥青相态分析

为了研究不同粒径和不同掺量的纳米氧化锌改性材料对沥青性能的影响,选用粒径为20 nm、30 nm、50 nm,掺量为1%、3%、5%的纳米氧化锌颗粒分别制备纳米氧化锌改性沥青,借助动态剪切流变仪对70号基质沥青与纳米氧化锌改性沥青分别进行应变扫描、温度扫描、频率扫描等动态剪切流变试验,主要从复合剪切模量、相位角、车辙因子等评价指标研究不同粒径及不同掺量下纳米氧化锌改性沥青的黏弹特性,并且借助Han曲线、Black曲线对纳米氧化锌改性沥青的相态结构进行了分析;最后研究了纳米氧化锌改性沥青的抗紫外光老化性能。结果表明:加入适当的纳米氧化锌材料可以使沥青与之很好地融合,形成稳定的空间网状结构;纳米氧化锌可以有效地提升基质沥青的抗紫外光老化性能,且掺量越大,老化前后的复合剪切模量与相位角的变化幅度越小;推荐纳米氧化锌最佳掺量为3%,最佳粒径为30 nm。