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废机油活化废旧轿车轮胎胶粉改性沥青的流变性能

更新时间:2009-03-28

将废旧轮胎粉碎制成胶粉用作沥青改性剂是解决废旧轮胎堆积回收难题的有效途径之一.然而,传统橡胶沥青因橡胶分子化学交联的存在,带来了难加工、高污染等问题,使这一应用技术停滞不前.特别是轿车轮胎,以合成胶为主,难以降解再生利用.研究[1]表明,橡胶的脱硫解交联能加速其与沥青的相互作用,有效降低改性沥青的加工温度、施工黏度,提高改性效果,并使橡胶沥青能像SBS改性沥青一样,适用于不同类型的沥青混合料.

高分子加工中的反应挤出法具有生产效率高、工艺简单、能耗低、污染可控、可选择性切断化学键等特点,已成为国内外绿色环保且能实现工业化生产的新型橡胶脱硫方式.文献[2-3]研究发现,挤出温度是影响胶粉脱硫及改性沥青性能最主要的因素,温度过高不仅会破坏胶粉分子主链,造成力学性能损失,还会增加有害气体的排放量[4-5].本文在文献[6-7]研究的基础上,采用废机油活化辅以螺杆低温挤出的工艺制备脱硫胶粉,研究了活化工艺、挤出温度、胶粉掺量对改性沥青溶胶含量、流变性能及加工流动性的影响规律.

1 试验

1.1 原材料

基质沥青:为弥补废机油的加入而造成沥青高温性能的过度损失,选用50#重交沥青,性能指标符合JTG F40—2004《公路沥青路面施工技术规范》要求.胶粉:选用250μm(60目)废旧轿车轮胎胶粉,江苏科茵格沥青有限公司产品.废机油:购自汽车4S维修站,25℃动力黏度为56mPa·s.

1.2 试样制备

1.2.1 活化胶粉的制备

将废机油与胶粉以质量比3∶1均匀混合后置于100℃烘箱进行2h活化脱硫.再将废机油活化后的胶粉匀速倒入ZE 25A双螺杆挤出机,挤出温度为150,180,210℃,转速为150r/min.采用拉条造粒机将挤出机挤出的胶粉拉条造粒备用.

1.2.2 改性沥青的制备

(3)胶粉掺量的增加能提高改性沥青的黏性,有利于增强共混体系的抗变形能力.

妊娠相关内分泌疾病临床指南中,孕前检查项并不包括甲状腺功能筛查,主要筛查项目为有高危因素的孕妇,例如有个人或者家族甲状腺疾病史,甲状腺疾病亚临床状态、甲状腺抗体阳性、有流产史、早产史等孕妇。但是单纯的筛查高危孕妇无法全部有效筛查出甲状腺功能不全患者。

1.3 分析与表征

采用黏度-温度曲线来表征改性沥青的加工流动性能.图9为改性沥青的黏度-温度曲线.

取质量为m1的胶粉,用滤纸包裹后置于索氏抽提器中,以甲苯为溶剂抽提72h,再置于80℃烘箱中干燥称重(质量为m2),则溶胶含量w(sol)=[(m1-m2)/m1]%.

1.3.2 高温流变性能测试

在水库上游设立水文站,及时提供准确、可靠的水文情报预报,为水库防洪提供切实可靠的水雨情一线资料,便于水库即时采取有效防洪措施。而且水库有供水任务,随时可以了解水库水质情况。此外,还可以掌握泥沙淤积等情况。

采用动态剪切流变仪(DSR)测试改性沥青的高温流变性能,试件为φ25mm平行板,厚度为1mm.测试时加载频率10rad/s,加载应变为1%,温度为45~90℃,升温速率为3℃/min.

1.3.3 低温流变性能测试

采用动态热机械仪(DMA)测试改性沥青的低温流变性能,试件尺寸为20mm×5mm×2mm.测试温度为-60~5℃,单悬臂加载,加载频率为1Hz.

1.3.4 改性沥青加工流动性能

专家评审在评审过程均对整体报告进行评审,没有专业优势。论证报告书的评审标准不定,没有体现论证通过可行性等级制度。当专家意见不一致时,最终形成的报告意见仍然只有一个,没有反映专家的不同意见。

通过设计实验课程体系,与知名企业进行合作,开展烹饪文化研究,多方面开阔视野,培养学生的创新思维和创新能力,引导学生积极参加各种烹饪大赛设计活动,使学生掌握科学的制作方法,从而提高学生独立操作和探索的能力。

2 结果与讨论

2.1 胶粉溶胶含量

胶粉的脱硫程度可用溶胶含量表征,溶胶含量越大,表明胶粉分子中线性胶链数量越多,脱硫程度越高.图1,2分别为不同活化工艺和挤出温度下胶粉的溶胶含量.

  

图1 不同活化工艺下胶粉的溶胶含量Fig.1 Sol content of rubber powder under different activation process

  

图2 不同挤出温度下胶粉的溶胶含量Fig.2 Sol content of rubber powder under different extruding temperatures

由图1可知,废机油活化对胶粉的脱硫效果显著,而150℃的挤出对胶粉进一步脱硫降解贡献不大,其原因是胶粉在挤出机中停留时间短(约1min),且150℃的破坏能较低,在此温度下,脱硫过程中的交联副反应增加,导致再交联现象发生.

由图2可见,当挤出温度为150~210℃时,胶粉的溶胶含量低于30%,且增幅较小.结合文献[14]可知,280℃是胶粉分子主链大面积断裂的特征温度,超过此温度后溶胶含量会迅速增加.另外,挤出温度由150℃升至180℃时,胶粉溶胶含量增长率稍高于挤出温度由180℃升至210℃时的胶粉溶胶含量增长率.这是由于180℃的挤出温度不仅提高了破坏能,还促进了废机油进入胶粉分子内部,从而进一步溶胀脱硫,导致胶粉溶胶含量增加.但是,继续升温会使废机油对胶粉溶胀脱硫作用减弱,从而使其溶胶含量增加不明显.

②锚杆配件:采用高强度锚杆螺母为M24×3,配合高强度调心球垫和尼龙垫圈,采用拱型高强度托盘,承载能力不低于30 t。

2016年的“一号文件”还提出要进行农业供给侧结构性改革。农业供给侧结构性改革发端于2015年11月中央经济工作会议,尽管2016年的“一号文件”着墨不多,但已开始启动。此外,文件特别指出,农村一切工作的出发点和落脚点在于“坚持农民主体地位、增进农民福祉”,这充分体现了新时代“三农”工作的基本立场和根本要求。

2.2 高温流变性能

引入抗车辙因子(G*/sin δ)及损耗因子(tan δ)来表征沥青的高温流变性能.

2.2.1 活化工艺对改性沥青高温流变性能的影响

再生方式的不同会造成胶粉分子链结构的差异,改性沥青的性能也会因此受到影响.活化工艺对改性沥青高温流变性能的影响如图3所示.

  

图3 活化工艺对改性沥青高温流变性能的影响Fig.3 Anti-rutting factor and dissipation factor of modified asphalt with different activation process conditions

由图3可见:

以试验获得的320组数据为例,查全率R为100%,查准率P为96.15%.在训练过程中,由于每一批内训练样本的顺序固定,模型在最小化误差的情况下会略微偏向于顺序靠前的样本.如图5所示,超平面在已经区分了两类物体的情况下更靠近水.这使得这个模型的查全率较高,对正例的预测精度较高.

(1)废机油活化和挤出均会降低改性沥青的抗车辙因子,且挤出降低程度更大.这与胶粉粒径和改性沥青黏度有关,在CRA和ARA中,胶粉的粒径较大,使二者的黏度增大,导致其抵抗高温变形的能力提高,而螺杆剪切作用不仅细化了胶粉粒径,还释放了胶粉中吸收的部分轻质组分,因而其改性沥青的抗高温变形能力减弱.

(2)当温度低于68℃时,ARA和CRA的损耗因子随温度的变化趋势相差不大;当温度高于68℃时,随着温度的升高,CRA的损耗因子继续上升,改性沥青中的弹性组成含量减小,而ARA因含有充分溶胀的胶粉,其损耗因子下降,改性沥青中的弹性组成含量增加.

(3)废机油活化对改性沥青高温性能和黏弹性影响不大,而挤出会明显改善胶粉的可塑性,从而降低改性沥青的高温性能.

2.2.2 挤出温度对改性沥青高温流变性能的影响

挤出温度是影响胶粉分子链断裂程度的最主要因素,不同挤出温度下改性沥青的高温流变性能见图4.

  

图4 不同挤出温度下改性沥青的高温流变性能Fig.4 Anti-rutting factor and dissipation factor of modified asphalt with different extruding temperatures

由图4可知:

(1)当挤出温度为150℃时,胶粉的脱硫程度相对较小,与沥青共混作用程度较弱.随着挤出温度的提高,改性沥青的损耗因子快速增大,使其迅速向黏性转变.

(2)当挤出温度为180℃时,改性沥青的抗车辙因子最大,损耗因子最小.这是由于挤出温度的提高可促进废机油进入胶粉,从而发生溶胀,使改性沥青中的弹性组成含量增加,且胶粉的分子链仍以侧键破坏为主,因而改性沥青的高温性能最优.当挤出温度升至210℃时,胶粉分子的主链遭到破坏,导致改性沥青的抗高温变形能力下降.

2.2.3 胶粉掺量对改性沥青高温流变性能的影响

不同胶粉掺量w(rubber)改性沥青的高温流变性能见图5.

消费模式、市场竞争和供应链结构的改变能够增加客户需求的不确定性,而企业需要在市场调研的基础上对客户的需求变化趋势做出判断与预测,因此,服装企业对客户的需求分析也就不可避免地具有滞后性。服装企业响应客户需求变化的时间点越滞后,预测时间就越长,也就越难对客户的需求进行精准而有效的分析,这直接导致服装企业生产的服装与客户的实际需求之间明显不匹配。为消除这种不匹配现象,服装企业需要借助物流快速反应系统满足客户的差异化需求。

  

图5 不同胶粉掺量改性沥青的高温流变性能Fig.5 Anti-rutting factor and dissipation factor of modified asphalt with different rubber powder content

由图5可见:胶粉掺量越高,改性沥青的抗车辙因子越大,损耗因子越小.这是由于胶粉掺量的增加使沥青的网络结构越来越致密,导致自由沥青高温移动受限,从而使改性沥青的抵抗变形能力提高.相比于胶粉掺量为20%的改性沥青,胶粉掺量为30%,40%的改性沥青损耗因子较低,其随温度变化的曲线平缓.因此,提高胶粉掺量可改善沥青的温度敏感性.

2.3 低温流变性能

2.3.1 活化工艺对改性沥青低温流变性能的影响

10篇文献报道了多孔钽金属加强块重建Paprosky II、III型髋臼骨缺损导致术区感染的并发症,各研究间不存在统计学异质性(P=0.57,I2=0.0%),采用固定效应模型进行分析。荟萃分析结果显示:术区感染发生率3.59%(95%CI:0.03~0.07),不同文献报告的该并发症发生率差异有统计学意义(图1)。

活化工艺对改性沥青低温流变性能的影响见图6,其中E′为储能模量,E″为损耗模量.由图6可见:

(1)废机油活化和挤出均降低了改性沥青的储能模量,其原因一方面是溶胀和脱硫破坏了胶粉的网络结构,使其交联密度降低,流动性增强;另一方面是胶粉与沥青的相互作用提高了胶粉分子链间的滑移,导致胶粉储能模量降低.

(2)AERA的储能模量最低,低温抗裂性能最好.表明改性沥青的低温抗裂性能与胶粉粒径、胶粉和沥青的相容性有关,经过挤出的胶粉在沥青中以微米级粒径存在,与沥青的接触面积大、相容性好,在受拉时无过多应力集中点,因而其低温抗裂性能优良.

采用布洛克菲尔德旋转黏度仪测试改性沥青的加工流动性能.

3.1.2 加大资金投入,丰富产品结构。在旅游业还没发展的时候,张家界主要以发展第一产业为主,第二三产业发展缓慢。在工业基础薄弱的背景下,资金不足、基础设施落后,导致第三产业的发展缺乏保障。生态旅游产品从规划设计到投入实施都需要强有力的资金支持,城市化发展水平滞后成为制约张家界生态旅游业发展的一个瓶颈因素。同时,由于资金的短缺,导致旅游区基础设施发展滞后,高品质旅游接待设施数量少、餐饮业缺乏本地特色、购物环境不良、旅游公共服务不达标。以上综合因素导致旅游产品缺乏良好的孵化环境,高品质的生态产品没有扎根的土壤。

不同挤出温度下改性沥青的低温流变性能如图7所示.由图7可见:(1)当温度低于-35℃时,胶粉降解程度最高的改性沥青储能模量最低,低温抗裂性能最好;(2)3种挤出温度胶粉的改性沥青玻璃化转变温度相差不大,再次表明溶胶含量接近的改性沥青玻璃化转变温度也接近;(3)当温度高于-30℃时,改性沥青的损耗因子随挤出温度的上升而减小,即胶粉的挤出温度越高,改性沥青的黏性越低.

2.3.2 挤出温度对改性沥青低温流变性能的影响

2.3.3 胶粉掺量对改性沥青低温流变性能的影响

参考文献

(1)当温度低于-45℃时,改性沥青的储能模量随着胶粉掺量的增加而提升,但胶粉掺量为40%的改性沥青由于含有过多未溶解的胶粉,在低温受拉时应力集中点过多,因而其储能模量小于胶粉掺量为30%的改性沥青.

(2)改性沥青的玻璃化转变温度随胶粉掺量的增加显著升高,说明胶粉掺入对降低玻璃化转变温度有利.

基质沥青加热至170℃后,倒入脱硫胶粉(胶粉掺量w(rubber)=20%),以3000r/min的转速剪切15min,500r/min的转速搅拌50min,即得到改性沥青.胶粉及改性沥青编号如下:CR为原胶粉,AR为废机油活化胶粉,AER为150℃挤出胶粉;改性沥青编号分别为CRA,ARA,AERA.

  

图6 活化工艺对改性沥青低温流变性能的影响Fig.6 Effect of activation process on low temperature rheological properties of modified asphalt

  

图7 不同胶粉挤出温度下改性沥青的低温流变性能Fig.7 Low temperature rheological properties of modified asphalt with different rubber powder extruding temperatures

  

图8 不同胶粉掺量改性沥青的低温流变性能Fig.8 Low temperature rheological properties of modified asphalt with different rubber powder contents

3 加工流动性能

1.3.1 溶胶含量测定

由图9可见,在180℃时,ARA的黏度为6.5Pa·s,其黏度-温度曲线斜率偏大,温度敏感性较高,说明仅依靠废机油活化难以降低改性沥青的黏度来达到提高加工性能的目的.3种挤出温度胶粉的改性沥青180℃ 黏度相差不大,均为1.2Pa·s左右,具备良好的可加工性,能应用于实际生产.胶粉掺量为40%的改性沥青黏度较大,应用难度增加,可通过提高胶粉的降解程度来降低施工黏度.

  

图9 改性沥青的黏度-温度曲线Fig.9 Viscosity versus temperature of modified asphalt

4 结论

(1)废机油活化能促进胶粉溶胀,显著提高其溶胶含量,且对改性沥青高低温性能无不利影响,但加工黏度还有待进一步改善.

(2)低温挤出对提高胶粉在沥青中的分散性有利,挤出温度为180℃时,改性沥青的高低温流变性能最优,且加工性能良好.

(3)胶粉掺量越多,改性沥青的高低温流变性能越好.胶粉的最高掺量可达30%.但是,当胶粉掺量超过30%后,改性沥青的黏度骤增,加工性能变差.

不同胶粉掺量改性沥青的低温流变性能如图8所示.由图8可知:

[1] 李海滨,盛燕萍.脱硫橡胶沥青试验研究[J].武汉理工大学学报,2013,35(5):50-54.

LI Haibin,SHNEG Yanping.Experimental research on desulfurized rubber asphalt[J].Journal of Wuhan University of Technology,2013,35(5):50-54.(in Chinese)

[2] SI H,CHEN T,ZHANG Y.Effects of high shear stress on the devulcanization of ground tire rubber in a twin-screw extruder[J].Journal of Applied Polymer Science,2013,128(4):2307-2318.

多种西药联合应用导致的不良反应对患者的不利影响很大,因此已经引起了广大医护人员与患者的关注。西药联用导致的不良反应发生的主要原因为[3]:(1)在制度上没有完善对其的规范,当前的医疗机构对医院的临床用药情况没有足够的重视,医药监管制度跟不上。(2)一些医护人员的自身能力有限,不重视合理用药,在工作中责任意识差,专业素质低。(3)医务人员没有较强的专业素质。一些医护人员对临床常用药物相关知识了解不足,不熟悉病理机制以及中毒机制、药效学。(4)在为患者制定用药方案的时候药物配伍不佳。

第二,在执法过程中执法人员依仗自身权利忽视正规的管理制度,只注重制裁,认为减少违法现象的最好方式就是加大处罚力度,希望通过处罚的方式来解决林业资源被破坏的问题。

[3] YAZDANI H,KARRABI M,GHASEMI I,et al.Devulcanization of waste tires using a twin-screw extruder:The effects of processing conditions[J].Journal of Vinyl & Additive Technology,2011,17(1):64-69.

根据患者脑胶质瘤生长部位选取合适切入点,在入路方式上可为旁正中入路、后正中入路、扩大翼点入路、经翼点入路或是冠状入路等方式[2]。在将硬脑膜打开之后通过显微镜查看患者瘤体状态,从距离肿瘤最近部位的脑沟或是脑裂进入,沿着脑胶质瘤瘤体周围指状水肿带将脑瘤最大程度的分离并将其切除。

[4] YAZDANI H,GHASEMI I,KARRABI M,et al.Continuous devulcanization of waste tires by using a co-rotating twin screw extruder:Effects of screw configuration,temperature profile,and devulcanization agent concentration[J].Journal of Vinyl & Additive Technology,2013,19(1):65-72.

[5] SAIWARI S,DIERKES W K,NOORDERMEER J W M.Comparative investigation of the devulcanization parameters of tire rubbers[J].Rubber Chemistry and Technology,2014,87(1):31-42.

[6] TAO G L,HE Q H,XIA Y P,et al.The effect of devulcanization level on mechanical properties of reclaimed rubber by thermal-mechanical shearing devulcanization[J].Journal of Applied Polymer Science,2013,129(5):2598-2605.

[7] 陶国良,王维,陈媛,等.热机械剪切脱硫过程中橡胶结构的变化[J].高分子材料科学与工程,2014,30(6):115-119.

TAO Guoliang,WANG Wei,CHEN Yuan,et al.The change of rubber structure during the process of thermal mechanical shearing[J].Polymer Materials Science & Engineering,2014,30(6):115-119.(in Chinese)

 
张广泰,李悦,陈柳灼,叶奋,王仕峰
《建筑材料学报》 2018年第02期
《建筑材料学报》2018年第02期文献

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