我国SBS的供需现状及发展前景分析

随着多套新建或者扩建装置的建成投产,我国苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的生产能力稳步增长。2023年,我国SBS的生产能力达到161.5万t,表观消费量为91.5万t,预计2028年生产能力和消费量将分别达到200万和100万t。我国SBS产能过剩,市场竞争将更加激烈。今后应该慎重新建或者扩建产能,而是着力于完善现有生产技术,加快新产品和新技术的研究,不断提高产品质量,降低生产成本,在满足国内需求的同时积极开拓国外市场。

SBS相对分子质量对改性沥青性能影响分析

为明确不同相对分子质量的星型与线型苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene butadiene styrene block polymer,SBS)对基质沥青改性后性能的影响,通过内掺法(5%掺量)制备不同相对分子质量的改性沥青。结果表明:SBS的添加对于提高沥青性能具有明显的促进作用,主要是针入度、软化点和延度3项关键指标的提升,以及高温流变性能的增强。同时,不同相对分子质量的SBS对改性沥青的性能提升存在差异,一定范围内,相对分子质量更高的SBS表现出更好的性能提升效果。可见,针对不同需求的道路工程,选择合适的SBS相对分子质量对于优化沥青材料性能,提高道路工程的质量和耐久性具有重要指导意义。

SBS改性沥青的研究

本文探究了基础沥青、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)的加入量、SBS自身的性质等因素对改性沥青性能的影响,指出SBS改性沥青的适宜加入量为4.5%~6.05%,并应根据基础沥青的种类不同,选择合适的SBS。

SBS/PU复合改性沥青混合料性能试验研究

【目的】研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(styrene-butadiene-styrene block copolymer,SBS)与聚氨酯(polyurethane,PU)复合改性沥青混合料的路用性能。【方法】采用2.0%SBS与不同掺量(4.0%、6.0%、8.0%)的PU制备复合改性沥青,并使用这种改性沥青制备密级配沥青混合料AC-13,通过开展马歇尔试验、车辙试验、低温弯曲蠕变试验评价沥青混合料的高温抗车辙、低温抗裂、水稳定性,同时制备4.0%SBS改性沥青混合料和6.0%PU改性沥青混合料作为对照组。【结果】SBS/PU复合改性沥青混合料能够满足沥青路面的路用性能要求。其中,2.0%SBS+6.0%PU复合改性沥青混合料的动稳定度较基质沥青混合料、4.0%SBS改性沥青混合料、6.0%PU改性沥青混合料的分别提升144%、19%、52%,SBS/PU复合改性沥青混合料的高温稳定性较对照组有所提升,水稳定性与对照组相当,低温性能的改善效果不明显。【结论】综合考虑改性效果和经济性,SBS/PU复合改性沥青混合料的最佳掺量为2.0%SBS+6.0%PU。

湖沥青与SBS复合改性沥青性能研究

为了研究湖沥青在改性沥青中的应用,以湖沥青和软化剂制备调和沥青,研究了调和沥青掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青性能的影响。结果表明:当软化剂添加量(质量分数)为40%时,所制备的调和沥青的软化点、针入度(25℃)和延度(15℃)满足70A基质沥青性能指标;调和沥青的加入,能够促进SBS在沥青中的溶胀和发育,提高了SBS改性沥青的高温性能,但对SBS改性沥青的低温性能存在不利影响。当调和沥青的添加量(质量分数)为15%时,所制备的复合改性沥青的性能指标能够满足SBS改性沥青技术指标要求。

SBS/纳米碳酸钙复合改性沥青热稳定性研究

为研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/纳米碳酸钙复合改性沥青的热稳定性,通过红外光谱和荧光显微镜技术及材料表界面化学理论,分析了稳定机理及定性判断方法;通过软化点关联法和红外光谱技术关联法分别拟合了软化点、SBS特征峰面积与改性剂含量的回归方程;建立了软化点与SBS特征峰面积的数据模型。结果表明,纳米碳酸钙通过物理作用提高SBS改性沥青的热稳定性;当软化点差(ΔT)≤2.5℃时,SBS含量差值(ΔwSBS)≤0.34%,CaCO_(3)含量差值(ΔwCaCO_(3))≤0.15%,体系稳定性良好;红外光谱关联法揭示了体系稳定性内因,当966 cm^(-1)处特征峰面积差值(ΔS_(966 cm^(-1)))≤0.24时ΔT≤2.5℃,体系稳定;回归结果显示,建立的软化点与SBS特征峰面积的数据模型具有统计学意义,可为SBS/纳米材料复合改性沥青热稳定性的研究构建新的评价体系。

胶粉/SBS复合改性沥青及其混合料性能试验研究

通过动态剪切流变试验(DSR)和弯曲蠕变劲度试验(BBR)研究了胶粉/SBS复合改性沥青的高低温流变性能,并在此基础上通过高低温、水稳定性和抗疲劳性能等一系列试验对复合改性沥青混合料的路用性能进行研究,并以4.5%SBS作为对照组。研究结果表明,胶粉/SBS能有效改善沥青的高温抗变形能力和低温应力松弛能力,综合沥青高低温流变性能及经济性,推荐了3%SBS+15%胶粉、2.5%SBS+18%胶粉、2%SBS+20%胶粉等3个组合方案;胶粉/SBS复合改性后明显提高了沥青混合料高温抗车辙性能、低温抗裂能力、抗水损害性能和抗疲劳性能,推荐最佳组合为2.5%SBS+18%胶粉。

SBS/PS-HI复合改性沥青抗老化性能

为研究苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)/高抗冲击聚苯乙烯(PS-HI)复合改性沥青的抗老化性能,以高速剪切法为制备工艺,用PS-HI替代部分SBS制备了一系列软化点指标相仿的复合改性沥青,考察了SBS改性剂添加量与PS-HI替代比的关系,探究了复合比对复合改性沥青其他方面性能的影响规律,并通过薄膜加热试验(TFOT)和旋转薄膜加热试验(RTFOT)老化试验分析残留物的针入度比、软化点、延度和黏度比的变化趋势,从而评价其抗老化性能。结果表明,PS-HI的替代比与SBS的添加量有直接关系,当SBS添加量处于下降的初期阶段时,PS-HI替代比呈现较为平缓的趋势;当SBS添加量继续下降时,PS-HI替代比迅速增至最大;当SBS添加量降至0,PS-HI替代比迅速下降并趋于平衡,这说明SBS和PS-HI各存在一个临界浓度,添加量高于临界浓度后,才能起到良好的改性效果;同时,随着SBS/PS-HI复合比的增加,复合改性沥青的抗老化性能得到改善,但沥青的低温性能以及流动性受到影响;SBS/PS-HI复合比越小,沥青的高温、低温性能以及流动性能较好,但是抗老化性能下降,且经济性不佳。为了使复合改性沥青具有较好的路用性能和抗老化性能的同时,又有良好的经济性,SBS/PS-HI的复合比需要控制在某一特定范围内。

SBS改性沥青的阶段性老化特征与机理

采用荧光显微镜、红外光谱和凝胶色谱等微观试验,分析苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青老化过程中的微观相态结构、沥青相的吸氧程度及分子尺寸构成的变化情况.试验与分析结果表明,SBS改性沥青存在着2个明显的老化阶段:第1阶段,沥青吸氧速率较低、小分子比例基本不变,SBS颗粒尺寸逐渐减小并最终发生凝聚、离析,导致SBS改性沥青的韧性逐渐下降,直至完全丧失;第2阶段,沥青吸氧速率显著增大、小分子比例减少,由于SBS降解后苯乙烯仍起到改性作用,使沥青稠度增大,从而沥青软化点呈上升趋势.

SBS改性沥青机理研究进展

介绍了沥青的特性、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物(SBS)的性能,分析了SBS与基质沥青之间的溶胀性和相容性问题,着重论述了SBS改性沥青机理的研究进展,指出机理主要分为物理共混和化学改性两类:物理共混——SBS微粒受到沥青组分中油分的作用发生溶胀而均匀分散在沥青中,SBS与沥青之间没有发生化学作用,只是一种分子间作用力;化学改性——加入添加剂使沥青和SBS之间发生加成、交联或接枝等化学反应,形成较强的共价键或离子键,改善沥青的化学性质。提出化学改性是提高SBS改性沥青路用性能的重要手段。

CPE增容PVC／SBS共混体系的研究

通过冲击试验、应力－应变试验、动态力学分析（ＤＭＡ）、扫描电镜（ＳＥＭ）及光学显微镜观察，研究了ＣＰＥ增容的ＰＶＣ／ＣＰＥ－ＳＢＳ共混物的性能与形态结构之间的关系。实验结果表明，ＣＰＥ对ＰＶＣ与ＳＢＳ共混体系有很好的增容作用，ＣＰＥ与ＳＢＳ在一定组成范围内对ＰＶＣ增韧具有协同效应，大幅度地提高共混物的抗冲击性能。

SBS改性沥青的老化行为

用红外光谱、凝胶渗透色谱、动态黏弹仪研究了苯乙烯-丁二烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青的薄膜烘箱老化行为。结果表明,SBS改性沥青老化后增加了羰基和亚砜基;SBS和沥青的相对分子质量都发生了变化,沥青的相对分子质量增加,相对分子质量分布变宽,SBS特征峰消失;SBS改性沥青老化程度较基质沥青的小,耐低温性能更好;SBS改性沥青老化后,软化点增加,针入度减小,低温延度降低。

环氧化SBS胶粘剂的研制

研究了环氧化SBS橡胶胶粘剂的合成及应用。试验结果表明环氧化SBS胶粘剂在粘接极性材料时的性能要优于SBS胶粘剂。

SBS改性沥青的结构与性能

通过动态黏弹性能、结构分析和沥青基本性能测试研究了SBS和沥青之间的相容性,以及SBS用量对改性沥青的结构与性能的影响。结果表明,SBS与沥青有一定的相容性,沥青中的某些组分可进入SBS的聚丁二烯(PB)链段区域,使PB的玻璃化转变温度升高,在高剪切力作用下也可进入聚苯乙烯(PS)链段,降低了PS的玻璃化转变温度,但不会使PS物理交联点发生严重解体。当SBS质量分数为5%时,SBS在沥青中呈彼此分离的球状颗粒;当SBS质量分数达到7%或以上时,则形成连续相。随着SBS质量分数的增加,改性沥青的软化点和低温延度升高,针入度和高温贮存稳定性下降。

SBS改性沥青

介绍了沥青的特性、改性沥青的种类与性能,以及丁苯嵌段共聚物改性沥青的相容性、溶胀性、分散性等方面的研究进展,并提出了发展建议。

GMA熔融接枝SBS及其对PA6增容研究

采用活性单体甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)对(苯乙烯 /丁二烯 /苯乙烯)嵌段共聚物 (SBS)进行熔融接枝,制备了GMA接枝SBS(SBS- g -GMA)。用化学滴定方法测定其接枝率,考察了单体GMA和引发剂过氧化二异丙苯的用量对接枝率的影响;测试了尼龙 6(PA6) /SBS- g -GMA共混物的拉伸性能和冲击性能,并用扫描电子显微镜观察了PA6 /SBS- g -GMA共混物的形态结构。结果表明,用SBS -g -GMA增韧PA6可获得很好的效果。

膨胀型阻燃剂阻燃PP/SBS/POE共混物的性能研究

研究了聚磷酸胺类膨胀型阻燃剂(AP)和磷酸酯膨胀型阻燃剂(NP)的用量对聚丙烯(PP)/苯乙烯-丁二烯-苯乙烯共聚物(SBS)/乙烯-辛烯共聚物(POE)共混体系的力学性能、燃烧性能和遇水抗析出性能的影响。探讨了阻燃剂的析出机理,并从耐电压方面分析其在电线电缆领域应用的可行性。结果表明,NP具有更高的分解温度和残炭率。将AP与NP分别加入到PP/SBS/POE共混体系中,共混物的拉伸强度和断裂伸长率都降低,但阻燃性能提高。在相同添加量下,NP阻燃的共混物的拉伸强度和氧指数更高,而AP更能促进共混物成炭。AP和NP在热水浸泡过程中都会析出,析出过程是由表层向内部逐步析出的过程,析出量随着浸泡时间延长而增加。在相同的浸泡时间下,NP体系的析出量更小。浸泡后的共混物的力学性能和阻燃性能都下降。

SBS辐射接枝共聚研究(Ⅰ):SBS/MMA液相辐射接枝

利用60Coγ射线对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(Styrene-Butadiene-Styrene,SBS)嵌段共聚物进行辐射接枝改性。研究了SBS/甲基丙烯酸甲酯(Methylmethacrylate,MMA)溶液体系的辐射接枝共聚反应,探讨了辐照剂量、单体浓度、SBS型号对接枝率的影响。并用红外光谱(FT-IR)对接枝共聚物进行了表征,用差示扫描量热仪(DSC)测量了接枝共聚物SBS-g-MMA的热性能。

原子转移自由基聚合法在纳米SiO_2表面接枝PS及其对SBS的改性

采用原子转移自由基聚合(ATRP)法在纳米二氧化硅(SiO2)粒子表面接枝聚苯乙烯(PS),并以此对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)进行改性。透射电镜(TEM)、力学性能与热重分析(TGA)等测试结果表明,所制备的SiO2-g-PS纳米复合粒子在SBS中分散比较均匀,使SBS/SiO2-g-PS复合材料的力学性能与热稳定性明显高于纯SBS与SBS/SiO2复合材料。动态力学分析(DMA)测试结果表明,与纯SBS及SBS/SiO2复合材料相比,SBS/SiO2-g-PS的高温玻璃化转变温度升高了5℃。