SBS胶乳改性乳化沥青稳定性研究

 
   
    胶乳类作为改性剂制备改性乳化沥青时,乳化沥青和胶乳在乳化剂的作用下,破坏各自原有的平衡,重新建立起一种新的平衡,如果这种平衡不能稳定存在,将会影响改性乳化沥青的生产、储存和使用。因此,乳液稳定性是评价改性乳化沥青的关键指标。而改性乳化沥青的稳定性与制备工艺、乳化剂用量、胶乳与乳化沥青颗粒大小等诸多因素有关。从热力学的角度分析,任何乳状液都不是稳定的,随着时间的推移、环境温度的变化或接触介质的变化,都可能引起乳状液的分层、絮凝和聚集,**终导致乳状液的破坏。改性乳化沥青是一种热力学不稳定体系,其稳定性是由所添加的乳化剂、乳液稳定剂等产生的各种作用而引起的。维持乳液稳定性的各种理论主要有吸附理论、膜理论、吸附双电层理论等。
    1  试验部分
    1.1  试验原料
    基质沥青:胜利90号;
    乳化剂:JQT,阳离子型,江阴峭歧股份有限公司生产;
    改性剂:自制的SBS胶乳:固含量为40.68%,具有很好的稳定性;
    稳定剂;CaCl2:化学纯;聚丙烯酰胺;
    盐酸:化学纯。
    1.2  试验设备
    沥青乳化机:温州兴达机械制造厂生产,型号YXD-60。
    1.3  制备工艺
    按胶乳混合状态分类,改性乳化沥青的制备方法通常有3种:二次热混合法、一次热混合法和一次冷混合法。目前普遍认为二次热混合法的乳化效果较好。试验采用二次热混合法,其工艺流程见图1。即先将SBS胶乳和乳化剂的水溶液经混合剪切进行**次混合,然后再加入热的沥青,在沥青乳化剂的作用下进行第二次乳化分散的过程。
    2 SBS胶乳的制备
    取25g线型的SBS-792于烧杯中,加入一定量的甲苯溶剂,放置1h,使得SBS充分溶胀;再于烧杯中加入定量的以阳离子为主的复配型乳化剂,此混合液在高分散乳化机作用下,慢慢注入定量的热蒸馏水,在此过程中,乳化机的转速为10 000rpm;待水加入完毕后,调节乳化机转速**16 000rpm,作用30min,得O/W型初级乳液;此初级乳液通过减压蒸馏分出其中的甲苯溶剂,得SBS胶乳。
    3试验结果与讨论
    3.1  乳化剂用量的影响
    乳化剂的用量少,乳化效果不好,乳液中沥青微粒粒径大小不均,体系的储存稳定性下降;用量多,使生产成本提高,造成浪费。通过考察乳化剂用量对沥青乳化后储存稳定性的影响,进而也可以确定乳化剂的**佳用量。影响见图2。改性乳化沥青中,SBS胶乳的含量为总物料的6%。
    从图2可以看出,乳化剂的用量在0.4%-0.8%范围内时,乳化沥青的储存稳定性随乳化剂的用量变化很大,当用量大于0.8%时,乳化沥青的储存稳定性几乎保持不变,且乳液具有很好的储存稳定性。对于加入6%SBS胶乳(相当于4.8%的固体SBS含量)的改性乳化沥青,乳化剂用量小于1%时,其储存稳定性随乳化剂用量的增加变化较大,乳化剂用量大于1%,乳化剂的用量对改性乳化沥青的储存稳定性影响较小,体系趋于稳定。
    当乳化剂用量较少时,乳化剂不能使水的表面张力充分降低,沥青和水几乎是直接接触着的,乳化效果不好,所以稳定性差;随着乳化剂量的增加,沥青乳液逐渐开始趋向于稳定的状态,乳化剂分子的亲水和亲油基团分别和水、改性沥青结合。再增加乳化剂用量,沥青乳液稳定性的变化不大时,说明沥青乳液中乳化剂含量已经达到临界胶束浓度。从图2可以看出,阳离子乳化剂JQT在含量为1%时才能在改性乳化沥青中达到临界胶束浓度。
    3.2  稳定剂用量的影响
    用单一乳化剂制备沥青乳液,其乳液颗粒有时会粗大不均,易发生絮凝或者沉降现象。
    如果在单一乳化剂中添加稳定剂制备沥青乳液,则可以得到颗粒均匀而微细的乳液。稳定剂包括无机稳定剂和有机稳定剂。其中稳定效果**好的无机盐类物质为氯化铵和氯化钙。有机盐类稳定剂有胺类、聚乙烯醇、聚丙烯酰胺、羧甲基纤维素钠等,因此选择适宜的稳定剂是保证乳化沥青稳定的重要措施。
    试验在乳化剂和改性剂用量为总物料的1%和6%条件下,分别考察无机稳定剂CaCl2和有机稳定剂聚丙烯酰胺及其复配后对改性乳化沥青储存稳定性的影响。见图3。
    图3表明,无论是无机类还是有机类稳定剂,改性乳化沥青的储存稳定性并不随其用量的增加而呈现降低的趋势,其用量存在一个**佳值。出现此原因,主要是因为添加稳定剂能够增强乳液颗粒周围的双电层效应,增加f电位和颗粒之间的相互排斥力,只有当颗粒间的排斥力达到某一平衡时,颗粒间才可以稳定共存;排斥力太大或太小,都会使得颗粒之间存在凝聚,不能起到很好的稳定效果。由此可以看出,CaCl2
客服电话
  • 15157563004
  • 15258505380