گروه فیدار

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش هفتم

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش هفتم

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش هفتم

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش هفتم

قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن

مسئله دیگر در قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن (SBS)، مقاومت پایین در برابر حرارت، اکسیداسیون و اشعه فرابنفش به علت حضور پیوندهای دوگانه و α-H در بلوک‌های پلی بوتادین (PB) است. در حقیقت، بی‌ثباتی کوپلیمر SBS به‌طورکلی ناشی از فعالیت بالای α-H و انرژی کم پیوند πدر پیوندهای دوگانه است. واکنش‌های شیمیایی ناخواسته (به‌طور مثال تشکیل رادیکال‌های پراکسی و هیدرو پر اکسیدها) باعث بروز حساسیت آن‌ها در برابر حرارت، اکسیداسیون و اشعه فرابنفش می‌شود. به‌منظور غلبه بر این معایب، پژوهشگران از ابتدا توجه زیادی به الاستومرها ترموپلاستیک اشباع، مانند استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) داشته‌اند.

کوپلیمرهای استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) که می‌توان آن را از هیدروژناسیون استایرن بوتیلن استایرن (SBS) به دست آورد از زنجیره سه بلوکی استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن تشکیل‌شده است. اشباع شیمیایی باعث مقاومت بالای آن‌ها در برابر حرارت، اکسیداسیون و اشعه فرابنفش می‌شود. به‌هرحال، در مورد ناپدید شدن پیوندهای دوگانه، برخی از محققین بر این باورند که قطبیت کوپلیمرهای به‌طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. در همین حال، بلوک‌های اتیلن/بوتیلن در استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) میل به تبلور دارند؛ بنابراین، سازگاری بین (SEBS) و قیر بدتر می‌شود.

طبق تحقیقات انجام‌گرفته توسط Polacco و همکاران پایداری قیر اصلاح‌شده با استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS) فقط می‌تواند در مقدار کم پلیمر (به مقدار کم‌تر از حدود 4 درصد وزنی از جرم کل)، هنگامی‌که SEBS فقط به‌عنوان یک پرکننده عمل کند، به دست آید و بهبود چشمگیری در خصوصیات ویسکوالاستیک قیر ایجاد نمی‌کند. در مقابل، هنگامی‌که مقدار SEBS به‌اندازه کافی برای اصلاح واقعی قیر زیاد باشد، قیر اصلاح‌شده پلیمری (PMB) حاصله ناپایدار بوده و تمایل به جدایش فازی در آن وجود دارد. علاوه براین، هزینه اضافی براثر فرآیند هیدروژناسیون و خواص الاستیک ضعیف‌تر به‌دست‌آمده در قیر اصلاح‌شده با SEBS، محدودیت‌های بیش‌تری در جهت به‌کارگیری آن به‌عنوان یک اصلاح‌کننده قیر ایجاد می‌کند.

به‌منظور اجتناب از اشکالات اصلاح‌کننده استایرن-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SEBS)، دانشمندان مکزیکی تا حدودی در جهت استفاده از کوپلیمرهای SBS اشباع در اصلاح قیر تلاش کردند. آن‌ها کوپلیمر استایرن-بوتادین-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SBEBS) را در درجات مختلف اشباع به‌وسیله هیدروژناسیون جزئی کوپلیمر SBS تهیه‌کرده و متوجه شدند که قیر اصلاح‌شده با استایرن-بوتادین-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SBEBS) خصوصیات مکانیکی بهتری (مانند مقاومت بالا در برابر شیار شدگی و قابلیت ارتجاعی بهتر) نسبت به قیر اصلاح‌شده با SBS دارد.

اگرچه هیدروژناسیون جزئی ممکن است اغلب باعث قطبیت ضعیف و امکان تبلور کوپلیمر شود، ولی ادعاشده که SBEBS پراکندگی بهتری در قیر داشته و منجر به بهبود پایداری ذخیره‌سازی قیر اصلاح‌شده در پژوهش شده است. برای توضیح این پدیده به پارامتر حلالیت کوپلیمرهای در ترکیبات آروماتیک اشاره‌شده است. به‌هرحال، گزارش‌های بیش‌تری در مورد کاربرد استایرن-بوتادین-اتیلن/بوتیلن-استایرن (SBEBS) برای حمایت از موفقیت‌آمیز بودن آن در جهت اصلاح قیر وجود ندارد.

تلاش‌های دیگری برای بهبود مقاومت در برابر پیرشدگی قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن (SBS) در انتقال پیوندهای دوگانه از ستون‌ها به شاخه‌ها انجام‌گرفته است (مانند استفاده از کوپلیمر استایرن بوتادین استایرن (SBS) با مقدار ونیل بالا). برخی از دانشمندان ادعا کردند که کلاس جدیدی از کوپلیمر استایرن بوتادین استایرن (SBS) را به دست آورده‌اند که آن را کوپلیمر SBS با مقدار ونیل بالا نام‌گذاری کردند. این کوپلیمر SBS پیوندهای دوگانه‌ای بر روی شاخه‌های خود داشته و پژوهشگران بر این باورند که منجر به ایجاد ویسکوزیته کم‌تر و سازگاری بهتر با قیر می‌شود؛

بنابراین، آن‌ها این نظریه را ارائه کردند که مقاومت در برابر پیرشدگی در قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن (SBS) می‌تواند با استفاده از کوپلیمر SBS با مقدار ونیل بالا بهبود یابد. علاوه بر این، در هنگام اقدام برای اصلاح قیر سفت برای لایه‌های پایه، باور بر این است که کوپلیمر SBS باعث کاهش ضخامت لایه‌ها تا حدود 40 درصد و هزینه مواد بکار رفته به مقدار 25 درصد می‌شود. در حال حاضر انجام تحقیقات بیش‌تر و آزمون‌های میدانی برای یافتن چگونگی عملکرد این نوع قیر اصلاح‌شده لازم و ضروری است.  

 


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

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش هشتم


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

پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها

Share

پاسخی بگذارید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *

Share