Wirkung von Graphen auf modifizierte Asphaltmikrostrukturen basierend auf Rasterkraftmikroskopie Ⅱ

3.4. Diskussion der Asphaltmikrostruktur basierend auf der Theorie der Flüssig-Fest-Phasenumwandlung

Während des Abkühlens können einige Bestandteile der Asphaltschmelze in die Flüssig-Fest-Phase übergehenÜbergang, der zu einer Phasentrennung im Asphalt führt. Die „Bienenstruktur“ ist das Ergebnisder Phasentrennung im Asphalt. Laut Gibbs kann der Phasenwechselprozess seinwerden in zwei Kategorien eingeteilt, nämlich Keimbildungs-Wachstums-Phasenwechsel und kontinuierlicher Phasenwechsel.

Klicken Sie hier, um weitere Informationen zu Cistanche-Kräutern für Anti-Aging zu erhalten

Abbildung 6.Höhenverteilung der Asphaltmikromorphologie

3.4. Diskussion der Asphaltmikrostruktur basierendzur Theorie der Flüssig-Fest-Phasenumwandlung

Unserer Meinung nach ist die Bildung von „Bienenstrukturures" und die Wirkung von Graphen auf dieMit der BA können „Bienenstrukturen“ aufgeklärt werdensic-Theorie des „Flüssig-Fest-Phasenübergangs“.". Nach dem thermodynamischen Gleichgewichtm Theorie kann es zu einem Phasenübergang kommenbilden eine neue Phase, wenn das Material abgekühlt istauf die Phasenübergangstemperatur gebracht. AlsAbbildung 6.Höhenverteilung der Asphaltmikromorphologie.3.4.1. Analyse der Bildung der „Bienenstruktur“.Die Bildung der „Bienenstruktur“ wurde diskutiert, und unserer Meinung nach ist die „Biene„Strukturen“ des Asphalts sind auf Wachskristallisation oder Wachs-Verbunde zurückzuführenandere Betone (wie Asphaltene und Modifikatoren). Beim Einfrieren von Asphalt, grobund Rückstandsöl – Kohlenwasserstoffgemische mit hohem Schmelzpunkt, die zur Ausfällung fähig sinddurch Kristallisation – werden zusammenfassend als Wachs bezeichnet. Wachs ist für die Bildung der „Biene“ von entscheidender BedeutungStruktur.“ Das Auftreten von nadelförmigen Kristallen nach dem Abkühlen weist auf das Vorhandensein von hinmikrokristallines Wachs in Asphalt [37].

Bei der Wachskristallisation geht es um den Übergang von einem Kernembryo zu einem Kristallkern, gefolgt von einem Kristall. Beim Abkühlen verteilten sich die Alkanmolekülein geschmolzenem Asphalt zufällig von einem Zustand hoher freier Energie (flüssiger Zustand) zu einem niedrigen Zustand wechselnZustand freier Energie (kristalliner Zustand), in dem sich die Alkanmoleküle im Nahbereich befindenwerden geordnet angeordnet, um die Bildung von Kernembryonen des „Kernembryos“ zu erleichterndie weitere Bildung eines stabilen Kristallkeims. Voraussetzung dafür ist ein nukleärer EmbryoAufbau eines Kerns. Der Kernembryo zerfällt jedoch, wenn die Temperatur steigtnimmt zu, während es einen stabilen Kern bildet, der sich vergrößert und Kristalle entwickelt, wenn dieDie Schmelze wird weiterhin abgekühlt. Der Kristallisationsprozess umfasst die Keimbildungund Kornwachstum, die beide den entsprechenden Unterkühlungsgrad erfordern. Als dieBei sinkender Temperatur kommt es zu einem kontinuierlichen Verbindungsbruch dieser MoleküleBruch – verbinden Sie den Prozess, um geordnete Gitterpunkte zu bilden, bis eine kritische Größe erreicht ist (eine neue).stabiler Zustand), also ein Kristallkern [38]. Schließlich werden es immer auch andere umgebende Moleküle tunbedecken die Kristallgitterpunkte und bilden nach und nach eine dünne Scheibenstruktur, die sich dem annähertKristallkern und bewirkt, dass sich der Kristallkern zu einem nadelförmigen Kristall entwickelt.

Das Kristallwachstum findet in dem Bereich statt, in dem die Polymerisationsenergie dazwischen liegtDer Anteil an Kristallen und freiem Paraffin ist am größten, was zu dem schnellsten Wachstum der Schicht führtStruktur, die sich auf der Seite des Kristallkerns befindet. Bei den anderen Bestandteilen handelt es sich um mikrokristallineWachs und Asphalt dienen Asphaltenmoleküle als Kern für die Ansammlung von KristallenCluster und entwickeln sie dann zu „Bienenstrukturen“ weiter. Wenn das Asphaltsystem istauf unter die Kristallisationstemperatur abgekühlt, das Öl im Asphalt auf beiden Seiten desDie Peakschicht steigt entlang des Peaks auf, was als Kapillarphänomen angesehen werden kanngeschmolzener Asphalt [39]. Figur7 zeigt eine schematische Darstellung des Niederschlags der „Biene“.Strukturen.“ Im geschmolzenen Zustand sind Asphaltbestandteile (gesättigte Verbindungen, Aromaten, Harze usw.) enthaltenAsphaltene) werden zu einem homogenen Zustand vermischt. Anschließend wurde durch Modifikation dieDer Graphenmodifikator wird gleichmäßig im geschmolzenen Asphalt verteilt, um eine homogene Masse zu bildenSystem. Beim Abkühlen werden Graphen und Asphaltene zu KeimbildungsstellenWachs kristallisiert leicht, wodurch „Bienenstrukturen“ entstehen.

3.4.2. Wirkung von Graphen auf die Bienenstrukturen von Asphalt

Frühere Schlussfolgerungen deuteten darauf hin, dass die modifizierten Graphen-„Bienenstrukturen“ apwaren in größerer Menge und kleiner als die des Basisasphalts. Die fürDie Bildung eines Kristallkeims ist der erste Schritt der Kristallisation und der Keimbildungsprozesskönnen je nach Kristall in inhomogene und homogene Keimbildung eingeteilt werdenKeimbildungstheorie. Homogene Keimbildung bezieht sich auf die gleiche Wahrscheinlichkeit der Kernbildungin unterkühlten Schmelzen. Unter inhomogener Keimbildung versteht man unterdessen ein forDer Bildungsprozess wird durch verschiedene katalytische Positionen wie die Oberfläche, die Grenzfläche,Risse und Wände.

Der Körper des stabilen Graphenmodifikators wird zur katalytischen Stelle für den KernBildung in modifiziertem Asphalt und wird als inhomogene Nukleation klassifiziert.Der Einbau von Graphen bietet zahlreiche Keimbildungsstellen und Grenzflächenvide regelmäßige (kugelförmige) Schablonen, auf denen Wachsmoleküle abgeschieden werden können [40].Die Barrier der inhomogenen Keimbildung (∆Gk*) ist geringer als die der homogenen Keimbildung(∆Gk) und die Beziehung besteht im Asphalt, wie in Gleichung (3) gezeigt, wobeiθRepräsentantsendet den Kontaktwinkel zwischen einem kappenförmigen Kern und einem flachen Substrat, wie in dargestelltdie klassische Nukleationstheorie. Abbildung 8 BlDas kappenförmige Modell ist inhomogenKeimbildung.Cosθkann aus der Young-Gleichung (Gleichung (4)) berechnet werden. In Gleichung 4 gilt: Nl, Sl,Und Snbeziehen sich auf die freien Grenzflächenenergien dazwischender Kern und die Flüssigkeit, das SubstratUndSubstrat bzw. Kern. f(0) kann aus Gleichung (5) der geometrischen Beziehung des Kappenmodells erhalten werden und sein Wert ist kleiner oder gleich 1.

Bei der Bildung des Kristallkeims entsteht auf dem Keimbildner die Keimbildungsbarrierenimmt mit dem Kontaktwinkel ab (θ) und die inhomogene Keimbildungsbarriere ist niedrigerals die homogene Keimbildungsbarriere, die die Kristallisation erleichtert. In der BasisAsphalt kann Asphalten als Keimbildner dienen. Im Gegensatz dazu im Graphen-modifiziertenAsphalt, gleichmäßig verteiltes Graphen im Asphalt wird seine Rolle als Keimbildner teilenmit Asphalten. Allerdings kann es durch inhomogene Keimbildung in beiden Fällen zu einer Wachsablösung kommenBei Rohasphalt und modifiziertem Asphalt ist die Anzahl der Keimbildnerpartikel in beiden Fällen unterschiedlich.Unserer Meinung nach kann der Graphen-Modifikator als zusätzliche verteilte Keimbildung dienenZentrum, das die Bildung einer großen Anzahl kleinerer Wachskristalle erleichtert [41]. Daher,die Anzahl der „Bienenstrukturen“ im graphenmodifizierten Asphalt wird höher seindes Tragasphalts. Darüber hinaus kann Graphen zu einem geringeren Volumen der „Bienenstruktur“ führenDies liegt vor allem an der Bildung eines relativ kompakten Gelnetzwerks im modifiziertenAsphalt. Die Bildung der „Bienenstrukturen“ ist unserer Meinung nach der Kategorie diffusiv zuzuordnenPhasenübergang, und die erhöhte Viskosität von modifiziertem Asphalt behindert die Diffusion undÜbertragung von Wachsmolekülen

Das Wachstumsstadium der „Bienenstruktur“ lässt sich anhand der Diffusionstheorie erklären.Eine detaillierte Erklärung wurde in unserer vorherigen Studie vorgelegt [27]. Im Asphalt ein niedrigeresDie Viskosität führt zu weniger intermolekularen Wechselwirkungen, wohingegen eine geringere Widerstandskraft entstehtDie Migration führt zu einer höheren molekularen Migrationsrate, was die Migration von erleichtertAsphaltkomponenten. Die Viskosität des Basisasphalts ist geringer als die des graphenmodifiziertenAsphalt. Dadurch können die Wachsbestandteile schnell in den Tragasphalt migrierenErleichterung der Entwicklung der „Bienenstruktur“.

Inzwischen ist die Zahl der KeimbildungDie Anzahl der Stellen im Basisasphalt ist geringer als die des graphenmodifizierten Asphalts. Daher,Die asphaltischen „Bienenstrukturen“ des Tragasphalts vergrößern sich und ihre Verteilungen vergrößern sichverstreut. Unterdessen ist die Viskosität des modifizierten Asphalts hoch, was zu einer niedrigen Viskosität führtMigrationsgeschwindigkeit der Wachsmoleküle. Darüber hinaus kann Graphen als Asphalten dienenals Keimbildungsort und behindern die Partikelmigration. Die oben genannten Faktoren können dazu führenreichliche Menge und kleinere Größe von „Bienenstrukturen“ in modifiziertem Asphalt

Die Mikromorphologie von ungealtertem und gealtertem Basisasphalt und graphenmodifiziertem Asphaltphalt wurden mittels AFM untersucht. Die mikroskopischen Variationen wurden verglichen und analysiert.Der Entstehungsmechanismus asphaltierter „Bienenstrukturen“ und die Wirkung von Graphen auf die„Bienenstrukturen“ wurden diskutiert. Die wichtigsten Schlussfolgerungen lauten wie folgt: