خصوصیات رئولوژیکی پلیمر استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) اصلاح‌کننده قیر-بخش دوم

برنامه آزمایشگاهی تهیه قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادی ان استایرن

 مواد

برای تهیه تعدادی نمونه آزمایشگاهی قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادی ان استایرن (PMBs) دو نوع قیر پایه (A و B) از دو منشأ پارافینیک (روسیه) و نفتنیک (ونزوئلا)  استفاده شد. اگرچه هر دو نوع قیر سازگاری مشابهی داشتند (نفوذپذیری 73 و 81 و نقطه نرمی 47 و 46/8 درجه سانتی‌گراد)، ولی همان‌طور که در جدول شماره 1 نشان داده‌شده است، آن دو ازلحاظ شیمیایی و ترکیبات تشکیل‌دهنده (اشباع‌ها، آروماتیک‌ها، رزین‌ها و آسفالتن ها) با یکدیگر متفاوت بودند. همان‌طور که در جدول شماره 2 مشاهده می‌کنید این دو ازلحاظ خصوصیات دمابالا و دماپایین (ویسکوزیته و نقطه شکست فراس) نیز با یکدیگر تفاوت دارند. علاوه بر این، ازآنجاکه آن دو از دو نوع منشأ نفت خام مختلف تولیدشده‌اند، جزئیات شیمیایی آن‌ها نیز بسیار متفاوت است.

جدول 1    آنالیز SARA قیرهای پایه

جدول 2    خواص فیزیکی متداول قیرهای پایه

شاخص کلوئیدی قیرها به‌منظور تبیین پتانسیل سازگاری قیرهای پایه برای اصلاح پلیمری محاسبه می‌شود. آنچه مشخص است این است که تفاوت درصدهای اجزاء SARA به این معناست که شاخص کلوئیدی دو نوع قیر به‌طور قابل‌توجهی متفاوت بوده و این تفاوت ممکن است منجر به اختلال در سازگاری و عملکرد رئولوژیکی هردو مخلوط PMBs شود. به‌طورکلی، مقدار کم‌تر شاخص کلوئیدی (درصد بالاتر آروماتیک‌ها) منجر به سازگاری بالاتر سیستم با درجه بالاتر انحلال‌پذیری برای پلیمر استایرن بوتادی ان استایرن می‌شود.

عدم تشابه شیمیایی بین دو جزء (قیر پایه و پلیمر SBS) معمولاً منجر به ایجاد دو فاز متمایز بعد از اختلاط مکانیکی می‌شود. این ساختار دوفازی از SBS PMB شامل فاز غنی از پلیمر و فاز غنی از آسفالتن است که معمولاً به‌عنوان فازهای پلیمر و قیر شناخته می‌شود. فاز پلیمر حاوی پلیمر متورم شده توسط اجزاء سازگار و سبک تشکیل‌دهنده قیر (مانند روغن‌های آروماتیک) است درحالی‌که اجزاء سنگین (معمولاً آسفالتن ها) در فاز قیر متمرکزشده‌اند.

شش نمونه قیر اصلاح‌شده با پلیمر استایرن بوتادی ان استایرن از طریق اختلاط با کوپلیمر SBS خطی با دو نوع قیر در 3 مقدار متفاوت پلیمر تهیه شد. محدود مقدار پلیمر از پلیمر اصلاح‌کننده به میزان کم 3 درصد تا درجات بالاتری از آن تا 5 و 7 درصد است. تمام PMBs با آسیاب آزمایشگاهی برش بالای Silverson در دمای بین 170 تا 185 درجه سانتی‌گراد (بسته به ویسکوزیته PMB) تا زمان دستیابی به شرایط پایدار مخلوط شد.

PMBs ها بر اساس نوع قیر، نوع و مقدار پلیمر کدگذاری شده است. به‌طور مثال PMB-AS5 برای SBS PMB تولیدشده با قیر A، کوپلیمر SBS با مقدار پلیمر 5 درصد استفاده می‌شود. تصاویر میکروسکوپ فلورسنت PMB-AS5 ، PMB-AS7، PMB-BS5 و PMB-BS7 در شکل شماره 1 نشان داده‌شده است. تصاویر به‌روشنی ثابت می‌کند که تفاوت در مورفولوژی PMBs تابعی از نوع قیر و مقدار پلیمر است.

شکل 1    مورفولوژی a) PMB-AS5)        

                         b) PMB-AS7)

                              c) PMB-BS5)

                             d) PMB-BS7)

برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

خصوصیات رئولوژیکی پلیمر استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) اصلاح‌کننده قیر-بخش سوم

برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: 

خصوصیات رئولوژیکی پلیمر استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) اصلاح‌کننده قیر