聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2022.06.005

中国塑料 ›› 2022, Vol. 36 ›› Issue (6): 24-31.DOI: 10.19491/j.issn.1001-9278.2022.06.005

聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响

张文才¹(), 郝晓刚¹, 李萍², 林浩³, 裴强³, 丰功吉³, 付兆华³, 于小芳³

^1.太原理工大学，太原 030024
^2.中北大学，太原 038507
^3.山西省交通科技研发有限公司，太原 030031

收稿日期:2022-01-21 出版日期:2022-06-26 发布日期:2022-06-27
作者简介:张文才(1972-)，男，高级工程师，主要从事废旧塑料改性及其应用研究，441698928@qq.com
基金资助:
山西省应用基础研究计划(201901D211552);湖南省教育厅重点项目(20A094)

Effect of maleic⁃anhydride⁃grafted polyethylene content on performance of recycled polyethylene⁃modified asphalt

ZHANG Wencai¹(), HAO Xiaogang¹, LI Ping², LIN Hao³, PEI Qiang³, FENG Gongji³, FU Zhaohua³, YU Xiaofang³

^1.Taiyuan University of Technology，Taiyuan 030024，China
^2.North university of China，Taiyuan 038507，China
^3.Shanxi Transportation Technology Research＆Development Co，Ltd，Taiyuan 030031，China

Received:2022-01-21 Online:2022-06-26 Published:2022-06-27

摘要/Abstract

摘要：

首先采用双螺杆挤出造粒技术制备了一种由废旧聚乙烯（RPE）和不同含量（0 %、1 %、3 %、5 %、7 %、9 %，以RPE质量计）马来酸酐接枝聚乙烯（PE?g?MAH）组成的复合改性剂（CM），然后制备CM（4 %沥青质量）改性沥青，并对常规指标（软化点、25 ℃针入度和25 ℃延度）、旋转黏度、红外光谱、高温存储稳定性（软化点差值、扫描电子显微镜微观形貌）以及流变性能等表征、分析。结果表明，CM改性剂中MAH与沥青中—OH之间发生化学反应，生成酯类物质，且随着PE?g?MAH含量的增加，CM改性沥青软化点、延度、黏度、高温存储稳定性、高温以及低温性能均显著提高，而针入度和相位角则降低；在温度变化较大的地区，可以考虑采用适量的PE?g?MAH制备CM改性沥青进行路面铺筑，并对于高温存储稳定性的改善进行了推理分析。

关键词: 沥青, 废旧聚乙烯, 聚乙烯接枝马来酸酐, 含量, 性能

Abstract:

A type of complex modifier （CM） comprising recycled polyethylene and maleic?anhydride?grafted polyethylene （PE?g?MAH） with concentrations of 0， 1， 3， 5， 7， and 9 wt % was prepared using a twin?screw extruder. The asphalt modified with 4 wt % CM was prepared， and its softening point， needle penetration， ductility， rotational viscosity， high?temperature storage stability， and rheological properties were investigated. The results indicated that the esters compounds were produced through the chemical reaction between the OH groups in asphalt and the MAH groups in CM. The softening point， ductility， viscosity， high?temperature storage stability， and high and low temperature performance were improved significantly with an increase in PE?g?MAH content. However， its needle penetration and phase angle decreased. Therefore， the CM?modified asphalt with a reasonable PE?g?MAH content can be considered as a good candidate for the asphalt pavement construction in regions， especially suitable for use in the zones with a significant change in temperature. In addition， the improvement of high?temperature storage stability was also analyzed.

Key words: asphalt, recycled polyethyene, polyethyene grafted with maleic anhydride, content, property

中图分类号:

TQ325.1⁺2

张文才, 郝晓刚, 李萍, 林浩, 裴强, 丰功吉, 付兆华, 于小芳. 聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响[J]. 中国塑料, 2022, 36(6): 24-31.

ZHANG Wencai, HAO Xiaogang, LI Ping, LIN Hao, PEI Qiang, FENG Gongji, FU Zhaohua, YU Xiaofang. Effect of maleic⁃anhydride⁃grafted polyethylene content on performance of recycled polyethylene⁃modified asphalt[J]. China Plastics, 2022, 36(6): 24-31.

图/表 12

图1 CM改性沥青常规指标测试结果

Fig.1 Conventional properties of asphalt modified by CM

图2 主要化学反应方程式

Fig.2 Equations of major chemical reactions

图3 PE?g?MAH含量对CM改性沥青黏度线性拟合

Fig.3 Linear fitting of CM modified asphalt viscosity against PE?g?MAH content

图4 不同含量PE?g?MAH的CM改性沥青FTIR谱图

Fig.4 FTIR of CM modified asphalt with diffrent PE?g?MAH content

图5 软化点法测定CM 改性沥青储存稳定性

Fig.5 Storage stability of CM modified asphalt was measured by softening point method

图6 不同PE?g?MAH含量时CM改性沥青上部和底部的SEM形貌上部：(a)、（b）、（c）、(g)、(h)、(i) 下部：(d)、(e)、(f)、(j)、(k)、(l)

Fig.6 SEM morphologies of CM modified asphalt with diffrent PE?g?MAH content

图7 PE?g?MAH含量对CM改性沥青复数模量的影响

Fig.7 Effect of PE?g?MAH content on complex modulus of CM modified asphalt

图8 PE?g?MAM含量对CM改性沥青相变角的影响

Fig.8 Effect of PE?g?MAH content on phase angle of the modified asphalt

图9 PE?g?MAM含量对CM改性沥青疲劳参数的影响

Fig.9 Effect of PE?g?MAH content on fatigue parameter of CM modified asphalt

图10 PE?g?MAM含量对CM改性沥青车辙参数的影响

Fig.10 Effect of PE?g?MAH content on rutting parameter of the modified asphalt

图11 PE?g?MAM含量对CM改性沥青弹性模量的影响

Fig.11 Effect of PE?g?MAH content on elastic modulus of CM modified asphalt

图12 不同含量PE?g?MAM改性沥青的劲度模量与流值

Fig.12 S and m?value of asphalt with different PE?g?MAH content

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聚乙烯接枝马来酸酐含量对废旧聚乙烯改性沥青性能的影响

Effect of maleic⁃anhydride⁃grafted polyethylene content on performance of recycled polyethylene⁃modified asphalt

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