改性沥青docWord下载.docx

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高聚物在结构和性能上都有其与低分子化合物不同的特征，现择其最主要几点简单分述如下：

具有巨大的分子量高聚物是由数目很大（一般为103一107）的重复结构单元，以共价键的形式连接而成的聚合物，所以具有大分子量是其首要特征。

以最简单的聚乙烯为例而言，其分子量为6×

104一80×

104。

超高分子量聚乙烯可达20O×

104一300×

高聚物的性能主要取决于其分子量及分子量分布。

复杂的链结构高聚物按其大分子链几何形状，可分为线型、支链型、交联网状、体型等。

如纤维多呈线型结构物、硫化橡胶和酚醛树脂等呈网状体型结构。

晶态与非晶态的共存高聚物可以呈晶态和非晶态结构，但是多为晶态与非晶态共存。

故同一种高聚物既有固态性质（有固定的形状和体积），又有液态性质（加热可以流动）。

同一种高聚物可加工为不同性质的材料同一种高聚物根据使用要求不同，可以加工为性质完全不同的材料。

例如聚氨脂树脂可以加工为聚氨脂弹性纤维，又可加工为聚氨脂橡胶，还可加工为聚氨酸泡沫塑料。

高的品质系数所谓品质系数为极限强度与密度之比。

由于高聚物的极限强度时的密度小，故其品质系数较传统材料（钢材、混凝土等）高，是一种有发展前途的新材料。

高聚物虽然分子量较大、原子数较多，但是都是由许多低分子化合物聚合而成的。

例如聚乙烯（…一CH2—CH2—CH2—CH2一CH2一CH2一…）是由低分子化合物乙烯（CH2＝CH2）聚合成的，若将一CH2一CH2一看作聚乙烯大分子中的一个重复结构单元，则聚乙烯可写成CH2—CH2n。

由上而知，可以聚合成高聚物的低分子化合物，称为“单体”（Mononmer），如上例中的乙烯（CH2＝CH2）。

组成高聚物最小的重复结构单元称为“链节”（Chainelement），如上例中的一CH2一CH2一。

相应组成的大分于称为“聚合物’（Polymer），如上例的—CH2—CH2—n。

聚合物中所含链节的数目n称为“聚合度”。

当聚合度很大（103以上）的聚合物称为“高聚物”（HighPolymer）。

（2）高聚物的命名和分类

高聚物的命名方法主要有下列四种。

习惯命名：

①按原料单体的名称，在其前冠以“聚”字。

②部分高聚物在原料后附以“树脂”二字命名。

系统命名法：

按国际理论化学与应用化学联合会命名法，是将聚合物的重复结构单元按照有机化合物系统命名法命名，最后再在前面冠以“聚”字。

系统命名法虽然比较严谨，但冗长繁琐，除正规科技文献外，少有采用。

英文缩写：

由于高聚物名称较长，读写不便，所以常用英文名称的缩写表示，例如聚乙烯用PE、聚丙烯用PP、氯丁橡胶用CR、丁苯橡胶用SBR等等。

高聚物种类繁多，为便于研究和讨论它的性能，通常采用下列分类：

按高聚物材料的性能和用途可分为下列三类：

①塑料具有可塑性的高聚物材料。

可塑性是指当材料在一定温度和压力下受到外力作用时，可产生变形，而外力除去后仍能保持受力时的形状。

按其能否进行二次加工，又可分为：

热塑性塑料（线型结构高聚物材料）和热固性塑料（体型结构高聚物材料）两类。

②橡胶具有显著高弹性的高聚物材料。

在外力作用下可产生较大的变形，当外力卸除后又可回复原来的形状，按其产源可分为天然橡胶和合成橡胶两类。

纤维是柔韧、纤细而且均匀的线状或丝状，并具有相当长度（约直径100倍以上）、强度和弹性的高聚物材料，纤维可分为天然纤维和化学纤维（包括人造纤维和合成纤维）两类。

2．几种主要高聚物材料

主要几种高聚物的组成、性能和应用如下：

树脂和塑料（ResinandPlastics）

树脂（Resin）是在受热时通常看软化或熔融范围，软化时,在外力作用下有流动倾向，常温下是固态半固态的有机聚合物。

有时也可以是液态的聚合物，广义地讲，作为塑料基材的任何高聚物都称为树脂，塑料（Plastics）是以树脂为主要成分，都含有各种强加剂（如增塑剂、填充剂、润滑剂、颜料等），而且在加工过程中能流动成型的材料。

塑料按其用途分为：

①通用塑料（GeneralPlastics）：

产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。

如聚乙烯、聚丙烯、酚醛等。

②工程塑料（EngineeringPlastics）：

能承受外力作用，有良好力学性能、尺寸稳定好，在高温和低温下能保持良好性能，可作为工程构件的塑料如ABS塑料。

作为水泥混凝土或沥青混合料改性的均属于前类的树脂或其合金，直接作为桥梁或道路结构构件的属后一类。

聚乙烯（Polyethylene简称PE）

聚乙烯是由乙烯加聚得到的高聚物。

聚乙烯塑料（PolyethylenePlastics）是以聚乙烯为基材的塑料。

聚乙烯按其密度分为：

（l）高密度聚乙烯（HighDensityPolyethylene缩写HDPE）白色粉沫状或柱状或半圆状颗肢。

密度为的O．941—0．970g／cm3。

（2）低密度聚乙烯（LowDensityPolyethylene缩写LDPE）白色或乳白色蜡状物，呈球形或圆柱形颗粒，密度为0．91一0．94g／cm3（其中0．926—0．948g／cm3又称为中密度聚乙烯）．

低密度聚乙烯较高密度聚乙烯具有较低的强度，但具有较大的伸长率和较好的耐寒性，故用于改性沥青，选用低密度聚乙烯。

聚乙烯的特点是强度较高、延伸率较大、耐寒性好（玻璃化温度可达一120一125℃）。

聚乙烯树脂是较好的沥青改性剂，由于它具有较高强度和较好的耐寒性，并且与沥青的相容性较好，在其它助剂的协同作用下，可制得优良的改性沥青。

聚乙烯塑料可制成簿膜，半透明、柔韧不透气，亦可加工成建筑用的板材。

近年生产的“超高分子量聚乙烯”（UHNWPE），聚合度n=100×

104-600×

104，密度0．936—0．984g／cm3，抗冲击强度、抗拉强度、耐磨性和耐热性均大大提高。

聚丙烯（Polypropylene缩写PP）

聚丙烯是以丙烯为单体聚合而成的高聚物。

以聚丙烯为基材的塑料称为聚丙烯塑料[PolypropylenePlastics）。

聚丙烯按其分于结构可分为：

无规聚丙烯、等规聚丙烯和间规聚丙烯三种。

用作沥青改住的主要为无规聚丙烯（AtacticPolypropylene缩写APP）。

无规聚丙烯是生产等规聚丙烯的副产品，在常温下呈乳白色至浅棕色橡胶状物质。

密度为O．85，抗拉强度铰低，但延伸率高，耐寒性尚好（玻璃化温度-18～-20℃）。

无规聚丙烯常用来作为道路和防水沥青的改性剂。

聚丙烯树脂经塑化加工后，常用于制成塑料薄膜或建筑管材，性能与聚乙烯塑料相近。

聚氯乙烯（Polyvinylchloride简称PVC）

聚氯乙烯是由氯乙烯单体加成聚合而得的热塑性线型树脂。

经成塑加工后制成聚氯乙烯塑料，具有较高得力学性能和良好的化学稳定性，主要缺点是变形能力低和耐寒性差。

聚氯乙烯树脂与焦油沥青具有较好的相容性，常用来作为煤沥青的改性剂。

对煤沥青的热稳性有明显的改善。

但变形能力和耐寒性改善较少。

聚氯乙烯树脂经塑化加工后，可制成聚氯乙烯塑料簿膜，建筑用硬塑料管材和板材，以及各种日用制品。

聚苯乙烯（Polystyrol简称PS）

聚苯乙烯是以苯乙烯为单体制得的聚合物。

聚苯乙烯塑料（PolystyrenePlastics）是以聚苯乙烯为基材的塑料。

PS是无色透明具有玻璃光泽的材料。

由于不耐冲击、性脆、易裂，故目前是通过共聚、共混、添加助剂等方法生产改性聚笨乙烯（ModifiedPolystyrene），如HIPS等。

乙烯一醋酸乙烯脂共聚物（Ethylene-VinylAcetateCopolymer缩写E／VAC，EVA）

EVA是由乙烯（E）和醋酸乙烯脂（VA）共聚而得的高聚物，化学名为乙烯—醋酸乙烯脂共聚物。

EVA为半透明粒状物，具有优良的韧性、弹性和柔软性；

同时又具有一定的刚性、耐磨性和抗冲击性等力学性能。

EVA的力学性能，随醋酸乙烯脂（VA）的含量而变化，VA含量越低，0其性能则接近低密度聚乙烯；

VA含量越高，则越类似于EVA为较常采用的沥青改性剂。

0改性后沥青的性能，与共聚物中VA含量有密切关系，在选用时应注意其品种与牌号。

橡胶（Rubber）

橡胶是在外力作用下可发生较大形变，外力撤除后又迅速复原，在使用条件下具有高弹性的高聚物。

随着目前高聚物合金的发展，实际上它与塑料（树脂）越来越重叠交叉。

几种传统的常用橡胶材料如下：

丁苯橡胶（Styrene—ButadianeRubber简称SBR）

丁苯橡胶是丁二烯与苯乙烯共聚而得的共聚物。

丁苯橡胶是合成橡胶中应用最广的一种通用橡胶。

按苯乙烯占总量中的比例，分为丁苯-10、丁苯-30、丁苯-50等牌号。

随着苯乙烯含量增大，硬度、硬磨性增大，弹性降低。

丁苯橡胶综合性能较好，强度较寓、延伸率大，抗磨性和耐寒性亦较好。

丁苯0橡胶是水泥混凝士和沥青混合料常用的改性剂。

丁苯胶乳可直接用于拌制聚合物水泥混醒土；

也可与乳化沥青共混制成改性沥青乳液，用于道路路面和桥面防水层。

丁苯橡胶需用溶剂法或胶体磨法将其掺人沥青中。

丁苯橡胶对水泥混凝士的强度、抗冲击和耐磨等性能均有改善；

对沥青混合料的低温抗裂件有明显提高，对高温稳定性亦有适当改善。

氯丁橡胶（PolychorpreneRubber缩写CR）

氯丁橡胶是以2-氯-1，3-丁二烯为主要原料通过均聚成共聚制得的—种弹性体。

氯丁橡胶呈米黄色或浅棕色，密度1．23g／cm3。

具有较高的抗拉强度和相对伸长率。

耐磨性好，且耐热、耐寒，硫化后不易老化。

由于它的性能较为全面，是一种常用胶种。

氯丁胶块用溶剂法可掺人沥青；

氯丁橡胶乳与乳化沥青共混均可用于制备路面用沥青混合料。

亦可作为桥面或高架路面防水层涂料。

高聚物合金（Polymeralloy）

聚合物合金是指多组分和多相同时并存于某一共混物体系中的聚合物。

苯乙烯一丁二烯一苯乙烯嵌段共聚物（Styrene—Butadine—StyreneCopolymer,简称SBS）

SBS是苯乙烯（S）和丁二烯（B）的嵌段共聚物。

SBS产品外观为白色（或微黄色），呈多孔小颗粒。

它的性能兼有橡胶和塑料得特性。

具有弹性好、抗拉强度高、低温变性性能好等优点。

SBS是沥青优良的改性剂，可提高沥青的高温稳定性和低温抗裂性，广泛应用于高级路面和屋面防水材料。

苯乙烯类嵌段共聚物仍在不断开发出具有更优性能的新品种。

为提高粘结力开发出苯乙烯一异戊丁烯一苯乙烯三嵌段共聚物（SIS）；

为改善SBS的耐候性和耐老性，开发了饱和型SBS（即SEBS）。

3.2改性沥青的分类与技术标准

所谓改性沥青，也包括改性沥青混合料，按照我国《公路沥青