热塑性橡胶SBS改性沥青
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它与一般的沥青相比有以下优点：
低温路面变软，减少低温开裂 高温路面变硬，减少车辙 强度和稳定性提高 耐磨性提高 抗疲劳性提高 抗氧化和老化提高 减少路面结构厚度
改性沥青的发展
在国外的发展
• 1950~1960年，沥青改性材料主要是天然橡胶 粉或胶乳，直接拌和使用
• 1960~1970年，丁苯合成橡胶改性沥青实验成 功
掺量为6%时的“海岛结构 ”
掺量为10%时的“海海结构 ”
助剂材料
由于在实际应用中，对材料沥青的各方面所要 求的性能有差异，所以在制造SBS改性沥青时 还要添加一定的助剂材料，如用软化剂来拓展 其的弹性范围；填料剂调整沥青的黏度、硬度 、柔韧性、抗屈挠性和耐氧化性。
SBS改性沥青的应用及优点
SBS改性沥青主要应用于高速公路及其防水层
• 1981年美国杰勒德·克劳斯在研究SBS橡胶沥青微观 结构时指出，SBS橡胶的掺量在6%~8%时，才开始 形成连续相；掺量在10%~14%时，可以形成完全的 连续相，其性能接近于恒值。这个临界结构取决于 软沥青渗透橡胶后发生溶胀的程度以及各种沥青材 性的变化同时还与SBS橡胶与沥青的比例。当SBS 橡胶掺量较少时（6%）形成“海岛结构”；掺量较 多（10%）的情况形成“海海结构”。“海海结构 ”的橡胶沥青性能优于“海岛结构”。同时SBS的 掺量对沥青的温度稳定性、力学性能和低温性能都 有较为显著的影响。
化学特性
• 在SBS橡胶的化学结构中，聚苯乙烯相（PS 段）是强的、硬的，聚丁二烯相（PB段）是 软、弹性的。如果PS只占总体积的很小一部 分，则其嵌段相互聚合形成微区相畴，这些硬 的微区相畴可作为多功能连结点，形成交联的 网状结构。但这些交联是物理过程。受热后交 联网络的强度下降，致使嵌段共聚物可以流动 ，当共聚物冷却后，PS相畴又重新变硬，原 有的性能又恢复。
热塑性橡胶SBS改性沥青
08化工 super超
沥青：
由不同分子量的碳 氢化合物及其非金 属衍生物组成的黑 褐色复杂混合物， 呈液态、半固态或 固态，是一种防水 防潮和防腐的有机 胶凝材料。
改性沥青
是指掺加树脂、高 分子聚合物、天然 沥青、磨细的橡胶 粉或其他材料等外 掺剂，使沥青和沥 青混合料的性能得 以改善而制成的沥 青结合料
• 拉伸性能
• SBS橡胶的拉伸强度高达30MPa，伸长率达 800%。这是因为在SBS分子中，强硬段聚苯 乙烯相畴起着类似常规硫化橡胶增强填料的作 用，很好地分散在橡胶中，并与橡胶相之间牢 固的结合
SBS改性沥青的基本性能
• 沥青加入SBS橡胶以后，在温度和机械的作用 下，首先聚苯乙烯软化流动，以利于在沥青中 的溶解，聚丁二烯则充分吸收沥青中的油分和 软沥青组分，使体积发生膨胀，形成海绵状。 冷却以后，PS再度硬化，形成物理交联的网状 结构，沥青进入其三维网状结构中，成为一个 有机的高分子弹性体，具有很大的弹性变形能 力，使沥青性能得到很大改善。
• 1971~1988年，热塑性树脂得到广泛的应用 • 1988年至今，SBS改性剂得到国际的公认
在国内的发展
• 20世纪70年代前后，在全国范围内采用渣油吹氧 稠化掺配特立尼达或阿尔巴尼亚稠沥青改性
• 20世纪70年代末，利用废橡胶改性沥青
• 1985年开展沥青中掺丁苯、氯丁橡胶等改性沥青 和掺金属皂等改善混合料性能的研究实验
• 1994年首都机场高速公路首次采用改性沥青作为 路面铺设材料以后，才揭开我国聚合物改性沥青 在高等级公路上应用的序幕
谢谢大家
由于若干个丁二烯段偶联形成了星形和线型
星型与线型的聚集态基本类似，但星型弹性模量比线型为 高。线型结构分子量低，溶解性好，但内聚强度不足；星 型结构分子量较高，内聚强度较大，但工艺性较差。
SBS改性剂的基本性能
物理性能
SBS橡胶为白色或微黄色多孔性粒状、条状或粉状物。 粒长小于10mm，分子量在5000~16000，密度为 0.94~1.13g/cm3，加工温度为150~230℃.若高于230℃ 会引起氧化分解
• 相容性
• 沥青是结构复杂的化合物，分子量分布很宽 ，它是由饱和分、芳香分、胶质和沥青质组 成的多相体。从沥青的组成来看，沥青中芳 香分含量高，会导致SBS橡胶中聚苯乙烯段 的溶解，对SBS橡胶的相容性较好；若芳香 分含量低，沥青质含量高，同SBS的相容性 较差，易发生离析现象
• SBS掺量对Fra Baidu bibliotek青性能的影响
SBS改性剂 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物弹性体
• SBS的结构
SBS高分子链具有串联结构的 不同嵌段：塑性段和橡胶段 ，形成类似合金的“金相组 合”机构，每个丁二烯链段 （B）的末端都连接一个苯乙 烯嵌段（S）。其中聚苯乙烯 链段在两端，分别聚集形成 交联区域，叫做硬段或微区 ；而聚丁二烯链段形成软段 ，软段具有高弹性
两个玻璃化温度:Tg1为-80℃和Tg2为 80℃。当温度升高超过SBS端基苯乙烯 的玻璃化温度时，网状的星形结构消失 ，塑性段开始软化和流动，有利于拌和 与施工
而在路面使用温度下为固体起物理的交 联和增强效果，产生高拉伸强度和高温 下的抗拉伸能力，中基聚丁二烯提供较 好的弹性和抗疲劳性能，其Tg1很低时有 低温柔性
低温路面变软，减少低温开裂 高温路面变硬，减少车辙 强度和稳定性提高 耐磨性提高 抗疲劳性提高 抗氧化和老化提高 减少路面结构厚度
改性沥青的发展
在国外的发展
• 1950~1960年，沥青改性材料主要是天然橡胶 粉或胶乳，直接拌和使用
• 1960~1970年，丁苯合成橡胶改性沥青实验成 功
掺量为6%时的“海岛结构 ”
掺量为10%时的“海海结构 ”
助剂材料
由于在实际应用中，对材料沥青的各方面所要 求的性能有差异，所以在制造SBS改性沥青时 还要添加一定的助剂材料，如用软化剂来拓展 其的弹性范围；填料剂调整沥青的黏度、硬度 、柔韧性、抗屈挠性和耐氧化性。
SBS改性沥青的应用及优点
SBS改性沥青主要应用于高速公路及其防水层
• 1981年美国杰勒德·克劳斯在研究SBS橡胶沥青微观 结构时指出，SBS橡胶的掺量在6%~8%时，才开始 形成连续相；掺量在10%~14%时，可以形成完全的 连续相，其性能接近于恒值。这个临界结构取决于 软沥青渗透橡胶后发生溶胀的程度以及各种沥青材 性的变化同时还与SBS橡胶与沥青的比例。当SBS 橡胶掺量较少时（6%）形成“海岛结构”；掺量较 多（10%）的情况形成“海海结构”。“海海结构 ”的橡胶沥青性能优于“海岛结构”。同时SBS的 掺量对沥青的温度稳定性、力学性能和低温性能都 有较为显著的影响。
化学特性
• 在SBS橡胶的化学结构中，聚苯乙烯相（PS 段）是强的、硬的，聚丁二烯相（PB段）是 软、弹性的。如果PS只占总体积的很小一部 分，则其嵌段相互聚合形成微区相畴，这些硬 的微区相畴可作为多功能连结点，形成交联的 网状结构。但这些交联是物理过程。受热后交 联网络的强度下降，致使嵌段共聚物可以流动 ，当共聚物冷却后，PS相畴又重新变硬，原 有的性能又恢复。
热塑性橡胶SBS改性沥青
08化工 super超
沥青：
由不同分子量的碳 氢化合物及其非金 属衍生物组成的黑 褐色复杂混合物， 呈液态、半固态或 固态，是一种防水 防潮和防腐的有机 胶凝材料。
改性沥青
是指掺加树脂、高 分子聚合物、天然 沥青、磨细的橡胶 粉或其他材料等外 掺剂，使沥青和沥 青混合料的性能得 以改善而制成的沥 青结合料
• 拉伸性能
• SBS橡胶的拉伸强度高达30MPa，伸长率达 800%。这是因为在SBS分子中，强硬段聚苯 乙烯相畴起着类似常规硫化橡胶增强填料的作 用，很好地分散在橡胶中，并与橡胶相之间牢 固的结合
SBS改性沥青的基本性能
• 沥青加入SBS橡胶以后，在温度和机械的作用 下，首先聚苯乙烯软化流动，以利于在沥青中 的溶解，聚丁二烯则充分吸收沥青中的油分和 软沥青组分，使体积发生膨胀，形成海绵状。 冷却以后，PS再度硬化，形成物理交联的网状 结构，沥青进入其三维网状结构中，成为一个 有机的高分子弹性体，具有很大的弹性变形能 力，使沥青性能得到很大改善。
• 1971~1988年，热塑性树脂得到广泛的应用 • 1988年至今，SBS改性剂得到国际的公认
在国内的发展
• 20世纪70年代前后，在全国范围内采用渣油吹氧 稠化掺配特立尼达或阿尔巴尼亚稠沥青改性
• 20世纪70年代末，利用废橡胶改性沥青
• 1985年开展沥青中掺丁苯、氯丁橡胶等改性沥青 和掺金属皂等改善混合料性能的研究实验
• 1994年首都机场高速公路首次采用改性沥青作为 路面铺设材料以后，才揭开我国聚合物改性沥青 在高等级公路上应用的序幕
谢谢大家
由于若干个丁二烯段偶联形成了星形和线型
星型与线型的聚集态基本类似，但星型弹性模量比线型为 高。线型结构分子量低，溶解性好，但内聚强度不足；星 型结构分子量较高，内聚强度较大，但工艺性较差。
SBS改性剂的基本性能
物理性能
SBS橡胶为白色或微黄色多孔性粒状、条状或粉状物。 粒长小于10mm，分子量在5000~16000，密度为 0.94~1.13g/cm3，加工温度为150~230℃.若高于230℃ 会引起氧化分解
• 相容性
• 沥青是结构复杂的化合物，分子量分布很宽 ，它是由饱和分、芳香分、胶质和沥青质组 成的多相体。从沥青的组成来看，沥青中芳 香分含量高，会导致SBS橡胶中聚苯乙烯段 的溶解，对SBS橡胶的相容性较好；若芳香 分含量低，沥青质含量高，同SBS的相容性 较差，易发生离析现象
• SBS掺量对Fra Baidu bibliotek青性能的影响
SBS改性剂 苯乙烯-丁二烯-苯乙烯三嵌段共聚物弹性体
• SBS的结构
SBS高分子链具有串联结构的 不同嵌段：塑性段和橡胶段 ，形成类似合金的“金相组 合”机构，每个丁二烯链段 （B）的末端都连接一个苯乙 烯嵌段（S）。其中聚苯乙烯 链段在两端，分别聚集形成 交联区域，叫做硬段或微区 ；而聚丁二烯链段形成软段 ，软段具有高弹性
两个玻璃化温度:Tg1为-80℃和Tg2为 80℃。当温度升高超过SBS端基苯乙烯 的玻璃化温度时，网状的星形结构消失 ，塑性段开始软化和流动，有利于拌和 与施工
而在路面使用温度下为固体起物理的交 联和增强效果，产生高拉伸强度和高温 下的抗拉伸能力，中基聚丁二烯提供较 好的弹性和抗疲劳性能，其Tg1很低时有 低温柔性