ゴム

Scientific Reports volume 6、記事番号: 18882 (2016) この記事を引用

2353 アクセス

22 件の引用

メトリクスの詳細

この論文では、さまざまなアスファルト含有量のポリエーテルアミン硬化ゴム状エポキシアスファルト複合材（EAC）の容易な調製、機械的性能、および線形粘弾性について報告します。 複雑な化学反応と時間のかかる高温硬化を介して調製された以前の EAC と比較して、ここで報告された EAC は、互換性のある二官能性ポリエーテルアミンと単純な物理的共ブレンドプロセスを使用することによって得られ、EAC は生産に合わせて拡張可能になっています。より低コストで。 EAC は 160 °C で 1 時間、60 °C で 3 日間硬化されました。 したがって、これらの複合施設はすぐに通行可能になります。 EAC は、-30 °C から 120 °C までの一般的な熱可塑性ポリマー改質アスファルト複合材よりもはるかに優れた温度安定性を備えていますが、高温での複素せん断弾性率は、温度が 80 °C を超えると一定にならず、わずかに減少します。アスファルト含有量の高い複合材料の場合。 つまり、これらの複合材料は準熱硬化性です。 ウィケット プロットは、ここで報告される EAC が熱レオロジー的な単純な材料であり、マスター カーブが一般化されたロジスティック シグモイド モデル関数によって構築され、よく適合していることを示しています。 この研究は、すぐに通行可能なポリエーテルアミン硬化 EAC を調製するための簡単で低コストの方法を提供し、準熱硬化性の概念は高度な用途向けのより安価な EAC の開発を促進する可能性があります。

アスファルトは、その接着性と防水性、そして大量生産が可能なことから、何百年もの間、道路の舗装に使用されてきました1。 典型的な粘弾性材料であるアスファルトは、高温では流動し、低温では脆くなります。 熱感受性を下げるために、物理的な共ブレンドと化学的修飾が採用されています。 物理的改質剤には、スチレン-ブタジエン-スチレン (SBS)、ポリプロピレン、ポリエチレン、ナノマテリアルおよび繊維が含まれます。 硫黄、無水マレイン酸、ジカルボン酸、ポリリン酸、エポキシ樹脂、チオ尿素、その他の官能化SB/SBSポリマーは、アスファルトの有効成分と反応して、アスファルトの舗装性能を化学的に向上させています2、3、4、5、6、7。 8. これらの方法はアスファルトの舗装性能をある程度改善しましたが、熱可塑性の性質のため、現時点では優れた交通量の厳しい要求を満たすことができません。 したがって、交通量の多い道路の耐久性を向上させるには、熱硬化性エポキシアスファルト複合材（EAC）がより良い選択であると考えられてきました9、10、11。

通常、EAC はアスファルトと硬化剤 (成分 A) とエポキシ樹脂 (成分 B) の反応から生じる 2 成分系です。 EAC は硬化剤に応じてアミン系と酸系に分類されます9,12,13,14,15。 酸性 EAC システムの典型的な実験室硬化条件は 120 °C で 4 時間です。 ただし、EAC が大気にさらされる舗装現場では、舗装プロセス中に温度を 120 °C に 1 時間以上維持することはできません。 したがって、実験室と同等の性能を達成するには、化学反応速度理論の経験的アレニウス方程式によれば、酸性 EAC システムによって舗装された敷地は、盛夏でも約 45 日間自然に維持される必要があります 16、17、18。 19、20、21。 典型的な構築プロセスを図 1 に示します。さらに、アミンおよび酸硬化剤システムは両方とも複雑な合成ルートを通じて調製されるか、入手できない原材料を使用するため、コストが大幅に増加します 12、22、23、24。 インら。 らは、脂肪族アミン (オクタデシルアミン、CH3(CH2)16CH2NH2) によって 150 °C で 1 時間、60 °C で 3 日間硬化した EAC を報告しています25。 間違いなく、これは直ちに交通を開放できる EAC の開発にとって有望なアプローチです。 それでもなお、オクタデシルアミン、アスファルトおよびエポキシ樹脂の間の相溶性が低いため、アスファルト含有量はエポキシ樹脂１００．０ｇ当たり４０．０ｇに制限され、その結果、コストが高くなる。