پلیمرهای اصلاح‌کننده قیر، پیشرفت‌ها و چالش‌ها-بخش دهم
استفاده از کانی های رس آب گریز در قیر اصلاح شده پلیمری
کانی‌های رسی آب‌گریز هم در قیر پایه و هم در قیر اصلاح‌شده پلیمری (PMB) مورداستفاده قرار می‌گیرد. استفاده از این کانی‌های رسی در قیر اصلاح‌شده پلیمری به‌طورکلی برای کسب دو هدف است:
-
بهبود مقاومت در برابر پیرشدگی قیر اصلاح‌شده پلیمری با خاصیت جلوگیری از پراکندگی پلاکت‌های رس
-
ارتقاء پایداری ذخیره‌سازی قیر اصلاح‌شده پلیمری به‌وسیله کاهش اختلاف چگالی بین قیر و پلیمر اصلاح‌کننده
همان‌طور که در شکل شماره 9A نشان داده‌شده است، رس‌های معمول و متداول مورداستفاده در قیر اصلاح‌شده پلیمری شامل مونت موریلونیت و کائولینیت است. این کانی‌ها ساختار لایه‌ای نوع 2:1 دارند و این بدین معناست که لایه‌ها در این ساختار بلورین از دو اتم سیلیکون چهاروجهی ادغام‌شده در یک صفحه هشت‌وجهی از آلومینیوم و یا منیزیم هیدروکسید ساخته‌شده‌اند. هریک از این لایه‌ها ضخامتی در حدود 1 نانومتر دارند. این کانی‌های رسی قابلیت پراکنش در لایه‌های فردی در سطح نانومتر را برای تنظیم دقیق سطح آب‌دوست خود به آب‌گریز از طریق واکنش‌های تبادل یونی را داشته و درنتیجه استفاده از آن‌ها در قیر اصلاح‌شده پلیمری را امکان‌پذیر می‌کند.
پس از اختلاط، کانی‌های رسی آب‌گریز درون ماتریکس قیر اصلاح‌شده پلیمری پراکنده می‌شوند. همان‌طور که در شکل شماره 9B نشان داده‌شده است، ساختار پراکنش کانی‌های رسی آب‌گریز می‌تواند دارای دو الگوی Intercalated و یا Exfoliated بوده و یکی از آن‌ها برای استفاده در قیر اصلاح‌شده پلیمری مؤثر است.
به‌وسیله افزودن مقدار مناسب کانی‌های رسی آب‌گریز، بهبود پایداری ذخیره‌سازی، افزایش ویسکوزیته، سختی بیشینه و مقاومت در برابر شیار شدگی بهتری در قیر اصلاح‌شده پلیمری (PMB) مشاهده می‌شود. علاوه بر این، یک افزایش مقاومت در برابر پیرشدگی را می‌توان به‌وسیله ورقه‌های رسی به دست آورد. همان‌طور که در شکل شماره 9C مشاهده می‌کنید، این ورقه‌ها مانع نفوذ اکسیژن در قیر اصلاح‌شده پلیمری می‌شوند.
استفاده از کانی‌های رسی آب‌گریز به مقدار بیش‌ازاندازه ممکن است باعث از بین رفتن خواص الاستیک قیر اصلاح‌شده پلیمری (PMB) شود. علاوه بر این، ساختار Exfoliated ایدئال قیر اصلاح‌شده پلیمری، به‌سختی توسط کانی‌های رسی آب‌گریز به دست می‌آید. استفاده از این کانی‌های رسی فقط منجر به بهبود محدود در خصوصیات دماپایین، شکل‌پذیری و برگشت‌پذیری الاستیک قیر اصلاح‌شده پلیمری می‌شود. درنتیجه این عوامل ممکن است باعث ایجاد محدودیت در به‌کارگیری کانی‌های رسی آب‌گریز در قیر اصلاح‌شده پلیمری شود.
شکل 9
(A) ساختار لایه‌ای نوع 2:1 کانی‌های رس، (B) تصویر شماتیک ساختار پراکنش Intercalated و Exfoliated کانی‌های رس، (C) نفوذ اکسیژن در (a) قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن و (b) قیر اصلاح‌شده با استایرن بوتادین استایرن به همراه کانی‌های رسی آب‌گریز
برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:
