Study on anti⁃aging mechanism and performance of asphalt modified with Si⁃Al coated TiO2⁃functionalized SBS

doi:10.19491/j.issn.1001-9278.2024.10.006

Abstract

Abstract:

In order to better utilize the excellent UV shielding function of nano⁃TiO₂， improve the anti⁃aging performance of SBS⁃modified asphalt， and address a difficulty in the dispersion of nano⁃TiO₂ in the SBS⁃modified asphalt system， the Si⁃Al coated nano⁃TiO₂ was prepared using a Si⁃Al coprecipitation method to form the coating film on the surface of nano⁃TiO₂. This approach can effectively prevent the oxidation of SBS⁃modified asphalt caused by nano⁃TiO₂ due to its photocatalytic activity and thus enhance the anti⁃aging performance of nano⁃TiO₂⁃functionalized SBS⁃modified asphalt. The coating effect and morphological microstructure of the coated nano⁃TiO₂ were investigated by TEM and XRD， the ultraviolet （UV） absorption capacity of the modified asphalt was analyzed by UV spectrophotometry， the influence of Si⁃Al coating on the dispersion and stability of nano⁃TiO₂ and SBS was evaluated by SEM and fluorescence microscopy， and the anti⁃aging mechanism of the Si⁃Al coated nano⁃TiO₂ functionalized SBS⁃modified asphalt was analyzed by FTIR spectroscopy. Finally， the performance of the functionalized SBS⁃modified asphalt was studied. The results indicated that the dispersion and stability of nano⁃TiO₂ and SBS in asphalt were effectively improved when 6 wt% Si⁃Al coated nano⁃TiO₂ was incorporated. In this case， the oxidation effect of nano⁃TiO₂ on the modified asphalt could be suppressed， and the anti⁃aging performance of the SBS⁃modified asphalt could be improved.

Key words: styrenic block copolymer, nano titanium dioxide, modified asphalt, aging performance

CLC Number:

316.6

YANG Xiying, ZHANG Wencai, QU Lijie, SHI Wenxiu. Study on anti⁃aging mechanism and performance of asphalt modified with Si⁃Al coated TiO₂⁃functionalized SBS[J]. China Plastics, 2024, 38(10): 29-35.

Figures/Tables 11

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相成分	晶系	空间群	晶格常数/nm			含量/ %
相成分	晶系	空间群	a	b	c	含量/ %
TiO₂（锐钛矿）	四方	I4₁/amd	0.459 2	0.459 2	0.295 9	52.97
TiO₂（金红石）	四方	P4₂/mnm	0.378 5	0.378 5	0.951 4	42.34
SiO₂	三方	P3₂21	0.491 3	0.491 3	0.540 5	1.94
Al₂O₃	立方	F⁃3c	0.484 4	0.484 4	1.327 2	2.75

相成分	晶系	空间群	晶格常数/nm			含量/ %
相成分	晶系	空间群	a	b	c	含量/ %
TiO₂（锐钛矿）	四方	I4₁/amd	0.459 2	0.459 2	0.295 9	52.97
TiO₂（金红石）	四方	P4₂/mnm	0.378 5	0.378 5	0.951 4	42.34
SiO₂	三方	P3₂21	0.491 3	0.491 3	0.540 5	1.94
Al₂O₃	立方	F⁃3c	0.484 4	0.484 4	1.327 2	2.75

SAT含量/%	特征峰面积				羰基指数	亚砜基指数	丁二烯指数
SAT含量/%	S_（C-H）	S_（C=O）	S_（S=O）	S_（C=C）	羰基指数	亚砜基指数	丁二烯指数
0	9.987	2.772	5.421	0.312	0.278	0.543	0.031
3	9.854	2.176	4.657	0.765	0.221	0.473	0.078
4	9.781	1.861	3.981	0.972	0.190	0.407	0.099
5	9.905	1.479	3.064	1.598	0.149	0.309	0.161
6	9.897	0.932	2.321	1.969	0.094	0.235	0.199
7	9.964	0.010	1.012	2.324	0.001	0.102	0.233

SAT含量/%	特征峰面积				羰基指数	亚砜基指数	丁二烯指数
SAT含量/%	S_（C-H）	S_（C=O）	S_（S=O）	S_（C=C）	羰基指数	亚砜基指数	丁二烯指数
0	9.987	2.772	5.421	0.312	0.278	0.543	0.031
3	9.854	2.176	4.657	0.765	0.221	0.473	0.078
4	9.781	1.861	3.981	0.972	0.190	0.407	0.099
5	9.905	1.479	3.064	1.598	0.149	0.309	0.161
6	9.897	0.932	2.321	1.969	0.094	0.235	0.199
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