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。

BMH型温拌剂对废塑/SBS复合改性沥青疲劳性能的影响

借助动态剪切流变仪(DSR)温度扫描试验、时间扫描试验、线性振幅扫描试验以及红外试验对废塑/热塑性丁苯橡胶(SBS)复合改性沥青的抗疲劳性能进行了分析。结果显示:路陆邦(BMH)型温拌剂可以降低废塑/SBS改性沥青的疲劳因子,降低耗散能,提高抗疲劳性能,且以1.2%(质量分数,下同)的掺量表现最佳。归一化动态模量衰减至初始模量50%的指标值(N_(f50))和刚度比(S)×循环加载次数(N)均可以用来表征温拌废塑/SBS复合改性沥青的疲劳寿命,通过S×N指标来表征的疲劳寿命总体上低于N_(f50),1.2%掺量改善抗疲劳性能最优,1.4%掺量改善效果不升反降。BMH型温拌剂对于老化后沥青试样疲劳性能的改善效果更明显;无论是老化还是未老化的沥青试样,温拌剂的改善效果在高应变水平环境中更为突出;抗疲劳性能以1.2%掺量BMH型温拌剂样品最优。BMH型温拌剂能够通过降低羰基及亚砜基含量来提高沥青抗疲劳性能,对老化后的沥青提升效果更明显,这与线性振幅扫描试验结果一致。

SBS苯乙烯含量对改性沥青性能的影响

聚合制得了10种线型结构SBS热塑性弹性体,并制备了与之对应的改性沥青;探讨了2个SBS相对分子质量区间[(6~10)×104和(12~14)×104]中SBS苯乙烯含量对其改性沥青性能的影响。结果表明,加入SBS均可改善沥青物理性能和流变性能;SBS相对分子质量对其改性沥青性能影响显著,SBS具有线性结构和较高相对分子质量时改性效果较好;增大SBS苯乙烯含量有利于改善改性沥青高温稳定性、硬度和抗车辙能力。

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。

SBS/HON复合改性沥青流变性能

为了研究SBS(styrene-butadiene-styrene)/HON(Honeywell TitanTM)复合改性沥青的流变性能,选取2种SBS和2种HON改性剂制备复合改性沥青,采用布氏旋转黏度计分析了复合改性沥青的黏温性能,采用动态剪切流变仪(DSR)、低温弯曲流变仪(BBR)分别评价复合改性沥青的高温及低温流变性能.结果表明:HON可有效改善沥青的黏温性能,降低施工温度,并可提高沥青的高温流变性能;SBS可明显改善沥青材料的高温流变性能,并可在一定程度上提高沥青材料的低温流变性能.

改性剂对SBS改性沥青低温性能的影响

以动态剪切流变仪(dynamic shear rheometer)实测的玻璃化转变温度(Tg)为评价指标,针对同一种油源、不同标号的基质沥青,分析了改性剂结构和掺量对苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)改性沥青低温性能的影响.结果表明,改性剂结构对SBS改性沥青的低温性能影响不大;而改性剂掺量对SBS改性沥青的低温性能有重要影响,这种影响受到基质沥青标号的限制,基质沥青的标号越大,掺量对低温性能的影响越大.

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。

SBS改性沥青抽提回收影响因素及改进方案

分析国内目前使用最广泛的离心抽提法和阿布森回收法的不足及其产生原因．针对SBS改性沥青的抽提回收，设计不同的对比试验，研究三氯乙烯、矿粉及温度等关键影响因素对回收SBS改性沥青性能的影响程度与规律．在现有试验方法的基础上，针对其不足之处以及不同的影响因素，制定相应的补充改进措施：针对矿粉的干扰，当不具备高速离心分离及压力过滤设备时，通过将抽提所得混合液自然沉淀24h以上，然后取上层混合溶液进行回收试验，以消除矿粉影响；针对三氯乙烯的影响，调整阿布森试验温度不高于140℃，可以不使用保护气，直至不再有冷凝的三氯乙烯产生时，取出混合液并置于宽口径容器中，在烘箱内130～140℃搅拌蒸发2h，然后调整温度至160—170℃继续搅拌蒸发2h，以消除三氯乙烯的影响．从而提高试验精度，准确评价抽提回收SBS改性沥青性能．

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。

PE和SBS复合改性沥青混合料路用性能

以AH 70号沥青作为基质沥青,选用聚乙烯(PE)添加剂和聚苯乙烯-丁二烯-聚苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为改性剂制备高模量沥青和高模量沥青混合料,通过车辙试验、动态蠕变试验、浸水马歇尔试验和低温小梁弯曲试验等室内试验,测试和评价沥青混合料的路用性能,并分析PE和SBS改性剂对混合料性能的影响。研究结果表明:PE和SBS复合改性后,沥青混合料的高温性能、力学性能和抗水损害能力有较大提高,而低温性能和抗疲劳性能有所降低;随着SBS和PE掺加量的增加,其对混合料路用性能的影响逐渐减弱,在实际应用中,PE和SBS适宜的总掺加量质量分数为10.0%(5.5%PE+4.5%SBS)。

改善SBS改性沥青储存稳定性的措施与机理分析

针对相容性和稳定性较差的SBS(聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯)聚合物兰炼改性沥青,采用试验与理论相结合的方法,研究添加不同剂量的化学试剂对改善其储存稳定性的作用,并分析了其微观形态,以及物理化学作用机理.结果显示通过向SBS兰炼改性沥青中加入一定剂量的合适的增容剂和稳定剂,可以极大地促进SBS在沥青中的溶胀,提高SBS兰炼改性沥青的相容性,并且使沥青与SBS之间,以及SBS相互间发生交联、接枝等化学反应,形成网络结构,从而改善SBS改性沥青的储存稳定性,同时提高了改性沥青的使用性能,使其达到规范要求.

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。

TB+SBS复合改性沥青的性能

将不同掺量的SBS掺入TB沥青(terminal blend胶粉改性沥青)中,制得TB+SBS复合改性沥青.采用室内试验评价了SBS对TB沥青路用性能的改性效果,探讨了SBS对TB沥青路用性能的改性机理.结果表明:SBS能有效提高TB沥青的软化点和延度,降低其针入度.掺入3.0%(质量分数)的SBS可使TB沥青的PG分级从原来的58-28提高到70-28,使TB沥青混合料高温稳定性优于4.5%SBS改性沥青混合料.TB+3.0%SBS复合改性沥青是一种高、低温性能兼顾的产品.在相同目标空隙率下,综合考虑沥青混合料的疲劳性能、自愈合补偿作用以及高温稳定性,各种沥青混合料综合性能优劣排序为TB+3.0%SBS复合改性沥青混合料>4.5%SBS改性沥青混合料>TB沥青混合料>基质沥青混合料.SBS、胶粉、基质沥青三者之间交联紧密,形成了均匀、致密的TB+SBS复合改性沥青体系.

SBS与沥青、软沥青质的相互作用及其过程

为了研究苯乙烯 -丁二烯嵌段共聚物 (SBS)与沥青、软沥青质的相互作用及其过程 ,采用荧光显微照相技术获得聚合物相在沥青中的显微结构 ,发现SBS在沥青中的溶胀、分散是一个动态平衡的过程 ,沥青质及聚合物都需要足够的软沥青质来维持其在沥青中的稳定 ;SBS改性沥青具有热溶胀冷析出的特点 ,SBS相的形态结构受降温速率的影响 ,改性沥青中的软沥青质在常温存贮过程中会从SBS相中部分析出 ,造成聚合物相的面积百分率减少 ,软化点下降 ,存贮稳定性下降 .

SBS的环氧化改性及其粘接性能研究

以过氧化氢与甲酸反应生成的过甲酸作氧化剂 ,对 SBS进行环氧化改性。其适宜条件为 :反应时间 2 h,反应温度 70℃ ,SBS溶液浓度 10 0 g/L,n (甲酸 )∶ n (过氧化氢 ) =1.4∶ 1,过氧化氢 (相对于 SBS)质量百分用量为 30 %。所得产物的环氧基质量分数为 11.0 5 %。粘接性能试验表明 ,环氧化 SBS胶粘剂对极性材料的粘接性能优于

接枝SBS的研究进展及其在改性沥青中的应用

苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)作为一种性能优异的热塑性弹性体,已成为目前应用最广泛的聚合物沥青改性剂。本文针对SBS与沥青物化性质差异较大、相容性不足、制备的改性沥青易离析的应用缺陷,在阐释接枝SBS接枝原理的基础上,总结了以引发剂法和辐射接枝聚合法为代表的接枝方法,综述了不同单体接枝SBS作为沥青改性剂的研究现状,通过分析评价提出了今后的研究重点,即选择极性合适、不影响沥青性能的单体,综合研究物料用量、温度、时间等因素来严格控制接枝SBS合成过程,全面准确地表征接枝物结构及接枝率等参数,并深入研究其改性沥青机理,建立整套指标体系。

羟基化SBS模板合成金纳米粒子及表征

以羟基化SBS为模板,N,N-二甲基甲酰胺(DMF)为溶剂,氯金酸为原料,硼氢化钠为还原剂,在一定反应条件下制备得到了金纳米粒子。采用紫外-可见光谱和透射电子显微镜等方法对所合成的纳米金样品进行了表征。结果表明,羟基化SBS可以为金纳米粒子的成核和长大起到较好的模板作用,金纳米粒子可以产生纳米金所具有的表面等离子态的特征吸收峰;改变合成条件,可以控制金纳米粒子特征吸收峰的位置;透射电子显微镜给出金纳米粒子具有球状形貌特征,且具有较窄尺寸分布。