Verbesserungen des entwickelten Komposit-Anti-Aging-Mittels auf Graphitbasis Teil 1

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Abstrakt:Um die thermisch-oxidative Alterung von Asphalt und die Freisetzungsmenge schädlicher flüchtiger Stoffe während des Baus von Asphaltbelägen zu reduzieren, wurde ein neues zusammengesetztes Alterungsschutzmittel entwickelt. Da die flüchtigen Stoffe während der thermisch-oxidativen Alterung von Asphalt hauptsächlich aus gesättigten Verbindungen und Aromaten freigesetzt wurden, wurde expandierter Graphit (EG) als Stabilisierungsmittel ausgewählt, um Nanopartikel aus Magnesiumhydroxid (MH) und Calciumcarbonat (CaCO3) zur Herstellung des Alterungsschutzes zu beladen Mittel von gesättigten bzw. aromatischen Verbindungen. Thermische Stabilität und flüchtige Bestandteile, die aus gesättigten Verbindungen und Aromaten vor und nach der thermisch-oxidativen Alterung freigesetzt wurden, wurden unter Verwendung des isothermischen Thermogravimetrie-/Differential-Scanning-Kalorimetrie-Fourier-Transformations-Infrarot-Spektrometer-Tests (TG/DSC-FTIR-Test) charakterisiert.cistanche UKTestergebnisse zeigen, dass Alterungsschutzmittel von EG/MH und EG/CaCO die Verflüchtigung von leichten Komponenten in Asphalt wirksam hemmen und die thermische Stabilität von gesättigten Verbindungen und Aromaten verbessern. Dann werden die Anteile von EG, MH und CaCO; Die dem entwickelten zusammengesetzten Alterungsschutzmittel EG/MH/CaCO3 zugesetzten Gewichtsanteile betragen 2:1:3. EG/MH/CaCO spielt eine synergetische Wirkung bei der Hemmung der thermisch-oxidativen Alterung von Asphalt und verringert die Freisetzungsmenge schädlicher flüchtiger Stoffe während der thermisch-oxidativen Alterung nach EG/MH/CaCO; wird dem Asphalt mit dem vorgeschlagenen Gehalt von 10 Gew.-% zugesetzt. Prozent . spielt eine synergistische Rolle mit MH und CaCO, Nanopartikeln zur Verhinderung von Kettenreaktionen, die die thermisch-oxidative Alterung von Asphalt hemmen.

Schlüsselwörter:Asphalt; thermisch-oxidative Alterung; Composite-Anti-Aging-Mittel; flüchtige Bestandteile; synergistischer Effekt

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1. Einleitung

Asphalt ist eine Mischung aus Kohlenwasserstoff- und Nicht-Kohlenwasserstoffverbindungen mit sehr komplexen Komponenten. Asphalt ist eines der am häufigsten verwendeten Bindemittel für den Straßenbau in China. Es ist jedoch anfällig für Alterung während des Baus und der Lebensdauer von Asphaltdecken. Wenn Asphalt Hitze, Sonnenlicht, Sauerstoff und Feuchtigkeit ausgesetzt wird, wird er härter, was zu einer Reihe von Fahrbahnschäden wie Rissen, Ausfransungen, Schlaglöchern usw. führt [1]. Darüber hinaus; Die freigesetzten flüchtigen organischen Verbindungen sind schädlich für die natürliche Umwelt und die Gesundheit der Bauarbeiter, wenn die thermisch-oxidative Reaktion von Asphalt bei hohen Temperaturen stattfindet [2]. Thermisch-oxidative Alterung tritt in den Bau- und Serviceprozessen von Asphaltdecken auf, einschließlich Mischen, Einbauen, Walzen und Servicephase [3,4]. Daher werden einige wirksame Alterungsschutzmittel entwickelt, um die Lebensdauer von Asphaltbelägen zu verlängern. Es wurden auch einige Anstrengungen unternommen, um die Alterungsbeständigkeit von Asphalt durch Zugabe verschiedener Modifikatoren zu verbessern. Die Entwicklung von Anti-Aging-Mitteln wird allgemein unter dem Gesichtspunkt von Antioxidantien, Lichtstabilisatoren und Hitzestabilisatoren betrachtet [5,6]. Ruß, Montmorillonit, Antioxidantien, ein UV-Absorber (UVA) usw. werden üblicherweise als Additive verwendet, um die thermische und photooxidative Alterung von Asphalt zu hemmen [6]. Ein mehrdimensionales Nanomaterial aus geschichteten anorganischen Silikaten wurde verwendet, um die Beständigkeit gegen thermische und photooxidative Alterung synergetisch zu verbessern [7,8]. Zare-Shahabadi et al. [9] fanden heraus, dass die Zugabe von Nanoclay die Viskosität von Asphalt erhöht und die Anti-Aging-, Anti-Spurriss- und Anti-Ermüdungseigenschaften von Asphalt verbessert. In letzter Zeit wurde EG mehr Aufmerksamkeit geschenkt, da es sich um eine neue Art von mesoporösem Kohlenstoffmaterial handelt und höhere Wärmeübertragungs- und Adsorptionseigenschaften aufweist [10]. Im Vergleich zu anderen Adsorbentien zeigt EG aufgrund seiner porösen Strukturen eine stärkere Fähigkeit zur Adsorption und Fixierung von Ölen sowie hervorragende Wärme- und Stoffübertragungsleistungen [11-13].cistanche wirkungAls Ergebnis kann EG besser in Aromaten, gesättigten Stoffen und Asphalt dispergiert werden. Darüber hinaus ist EG leicht zu adsorbieren Öl und organische kleine Moleküle, die als Träger von Anti-Aging-Mitteln von gesättigten Fettsäuren und Aromaten geeignet sind [11]. Außerdem ist bekannt, dass mindestens eine Dimension von Nanomaterial im Nanobereich von 1-100 nm liegt. Das Verhältnis der Anzahl der Atome zur Gesamtzahl der Atome auf der Oberfläche nanokristalliner Partikel nimmt mit abnehmender Partikelgröße stark zu, was weitere Änderungen der Materialeigenschaften bewirkt[14]. In den letzten Jahren wurden mehr anorganische Nanomaterialien als Asphaltmodifikatoren verwendet [14,15]. MH- und CaCO-Nanopartikel wurden häufig verwendet, um die thermische Stabilität von Polymermaterialien zu verbessern [16-18].

Cistanche kann Anti-Aging

Das MHnanopartikel hat als eine Art hocheffizientes Flammschutzmittel eine starke thermische Stabilität und Rauchunterdrückungseigenschaften [19,20]. MH-Nanopartikel zeigen den Volumeneffekt und den Quantengrößeneffekt nach der Nanokristallisation, wodurch die Kompatibilität zwischen MH und Asphalt verbessert wird. MH hat auch eine gewisse Adsorptionswirkung [21-23]. Darüber hinaus ist MH alkalisch, was nicht nur bei der Füllung, Adsorption und Verbesserung der thermischen Stabilität eine Rolle spielen kann, sondern auch einige Säuregruppen oder gasförmige Produkte wie -COOH, SO2 usw. neutralisiert [24]. Wu et al.[25] fügten naturfaserverstärkten Verbundwerkstoffen MH hinzu und stellten fest, dass MH die Kompatibilität zwischen Fasern und Polymermatrix signifikant verbesserte, die Beständigkeit gegen Feuchtigkeitsschäden und die mechanischen Eigenschaften von Verbundwerkstoffen verbesserte und den Alterungsprozess verzögerte. Zhuet al. [26] verwendeten MH, um eine mikroporöse Polymer-Nanoröhre zur Verbesserung ihrer thermischen Stabilität zu modifizieren, und berichteten, dass die modifizierten mikroporösen Polymer-Nanoröhren ein großes Anwendungspotenzial als vielversprechendes Wärmeisolationsbeschichtungsmaterial zur Einsparung von Wärmeenergie haben.

Nano CaCO: hat eine höhere thermische Stabilität und eine räumliche stereoskopische Struktur, so dass es eine bessere Dispergierbarkeit in Polymermaterialien aufweist [24, 26-28]. Nach früheren Berichten könnte die Zugabe von CaCO-Nanopartikeln die thermische Stabilität und die mechanischen Eigenschaften des Polymers effektiv verbessern [29].Zitrus-BioflavonoideDarüber hinaus war die Oberfläche von aktivem Nano-CaCO3 oleophil und hydrophob und wies eine gute Kompatibilität mit Ölkomponenten auf, wodurch die rheologischen Eigenschaften von Asphalt effektiv verbessert oder angepasst werden konnten [24]. Nazarite al.[14] fanden heraus, dass die Anti-Aging-Leistung von Asphalt durch Zugabe von CaCO3-Nanopartikeln verbessert wurde und der CaCO-Gehalt die Ermüdungseigenschaft von modifiziertem Asphalt beeinflusste. Xinget al. [30] bewies, dass CaCO; Nanopartikel verbesserten durch unterschiedliche Verstärkungsmechanismen die Hochtemperaturstabilität und die Spurrillenbeständigkeit von Asphalt. Zhaiet al. [18]wies darauf hin, dass mit 5 gew. Prozent Nano-CaCO3 und 4 Gew.-%. Prozent SBR-Modifikator hatte im Vergleich mit dem SBS-modifizierten Asphalt überlegene Anti-Spurrillen- und Kriecheigenschaften bei hoher Temperatur. Gegenwärtig zielen die meisten entwickelten Alterungsschutzmittel für Asphalt auf UV-Alterung oder Langzeitalterung in der natürlichen Umgebung ab, ignorieren jedoch die nachteilige Wirkung einer kurzzeitigen thermisch-oxidativen Alterung auf die Haltbarkeit von Asphaltbelägen und die Gesundheit der Arbeiter beim Bau Bühne. Obwohl es einige Arten von Alterungsschutzmitteln gibt, um die thermisch-oxidative Alterung von Asphalt zu verringern, wurden ferner wenige Alterungsschutzmittel entwickelt, die auf der Verflüchtigung von gesättigten Stoffen und Aromaten während des Baus von Asphaltdecken basieren. Schließlich sind die zur Verringerung der thermisch-oxidativen Alterung von Asphalt entwickelten Alterungsschutzmittelzusammensetzungen einzeln und nicht gemäß den thermischen Eigenschaften und Gehalten an gesättigten Verbindungen und Aromaten auf Komponentenebene zusammengesetzt.

Basierend auf unseren früheren Studien [31] wurden die schädlichen flüchtigen Bestandteile des Asphalts hauptsächlich aus Aromaten und gesättigten Verbindungen aufgrund der thermisch-oxidativen Alterungsreaktionen während des Baus von Asphaltbelägen produziert, was nachteilige Auswirkungen auf die Umwelt und die Gesundheit der Arbeiter hat. Ziel dieser Studie ist es daher, zunächst die entsprechenden Alterungsschutzmittel für Aromaten und gesättigte Fettsäuren anhand ihrer thermischen Eigenschaften bzw. freigesetzten flüchtigen Bestandteile auszuwählen und anschließend die ausgewählten Alterungsschutzmittel nach Aromaten- und Aromatengehalt zu compoundieren in Asphalt sättigen. Daher wird ein neues zusammengesetztes Alterungsschutzmittel für Asphaltmaterial entwickelt, um die thermische Stabilität zu verbessern und die thermisch-oxidative Alterung von Asphalt zu reduzieren, wodurch die Freisetzungsmenge an flüchtigen Stoffen während des Baus von Asphaltbelägen verringert wird. In dieser Studie wurden zunächst MH- und CaCO3-Nanopartikel als Anti-Aging-Mittel von gesättigten bzw. aromatischen Stoffen ausgewählt, um ihre thermische Stabilität zu verbessern und die Menge an freigesetzten flüchtigen Stoffen zu reduzieren. Dann wurde EG als Träger von MH und CaCO ausgewählt: Nanopartikel und auch adsorbierte und fixierte leichte gasförmige Produkte, die aus gesättigten und aromatischen Verbindungen in Asphalt freigesetzt werden. Danach wurden EG/MH und EG/CaCO3 als Anti-Aging-Mittel zu gesättigten Fettsäuren bzw. Aromaten hinzugefügt. Der thermisch-oxidative Alterungsprozess von gesättigten Fettsäuren und Aromaten wurde durch den isothermen TG/DSC-FTIR-Test stimuliert. Die Auswirkungen von EG/MH und EG/CaCO3 auf die thermische Stabilität und freigesetzte flüchtige Bestandteile von gesättigten Verbindungen und Aromaten wurden anhand von TG/DSC-FTIR-Testergebnissen diskutiert.

Ferner wurde das zusammengesetzte Anti-Aging-Mittel aus EG/MH/CaCO3 basierend auf den hemmenden Wirkungen von EG/MH und EG/CaCO3 auf die thermisch-oxidative Alterung von gesättigten Verbindungen und Aromaten entwickelt. EG/MH/CaCO3 wurde einem reinen Asphalt zugesetzt und der isotherme TG/DSC-FTIR-Test wurde verwendet, um die kurzzeitige thermisch-oxidative Alterung von Asphalt zu stimulieren. Schließlich wurden die Einflüsse eines entwickelten Komposit-Alterungsschutzmittels aus EG/MH/CaCO3 auf die thermische Stabilität, die Emission flüchtiger Stoffe, die Morphologie und den Elementgehalt von Asphalt mittels isothermer TG/DSC-FTIR und (Environment Scanning Electric Microscope-Energy Dispersionsspektroskopie-Test) ESEM-EDS-Tests. Diese Studie entwickelt ein effizientes zusammengesetztes Alterungsschutzmittel für Asphaltmaterialien, um die thermisch-oxidative Alterung von Asphalt auf Komponentenebene zu reduzieren und die Haltbarkeit von Asphaltbelägen zu verbessern.

2. Materialien und Methoden

2.1. Raz0-Materialien

In dieser Studie wurde der Benutzerbasisasphalt mit einem Penetrationsgrad von 60/80 von der California Texas Oil Company, USA, gekauft. SARA-Fraktionen wurden gemäß ASTMD4124-09 vom Asphaltbindemittel getrennt. Die Gehalte an gesättigten Verbindungen, Aromaten, Harzen und Asphaltenen betrugen 18,4 %, 40,7 %, 30,9 % bzw. 10 Gew.-%.

wurde als Adsorbens ausgewählt, um MH und CaCO3 zur Herstellung des zusammengesetzten Alterungsschutzmittels aus gesättigten bzw. aromatischen Stoffen zu laden. MH und CaCO: wurden durch einen Silan-Haftvermittler oberflächenmodifiziert. Die Expansionsrate von EG beträgt 210 ml/g. Die Korngrößen von MHand CaCO sind 30-50 nm bzw. 40-80 nm. Die Reinheit von MH und CaCO; liegen beide bei über 98 Prozent. Die grundlegenden Eigenschaften von reinem Asphalt und mit Alterungsschutzmittel modifiziertem Verbundasphalt sind in Tabelle 1 zusammengefasst.

2.2. Probenvorbereitung

2.2.1. Dosierungsbestimmung von Anti-Aging-Mitteln

Es ist bekannt, dass EG und Nano-MH eine gute synergistische Wirkung hatten, wenn ihr Gewichtsverhältnis 5:6 betrug [32]. Wenn das Gewichtsverhältnis von EG und Nano-CaCO 5:12 betrug, war der Massenverlust des Asphalts während des Erhitzens am kleinsten [33]. Somit wurde das Mischungsverhältnis von EG zu MH als 5:6 zur Zugabe zu gesättigten Stoffen bestimmt, und das Mischungsverhältnis von EG zu CaCO war 5:12 zur Zugabe zu Aromaten. Entsprechend den Gehalten an gesättigten Verbindungen und Aromaten im Asphalt betrug das Mischungsverhältnis von EG, MH und CaCO in dem hergestellten Komposit-Alterungsschutzmittel 2:1:3. Als Ergebnis werden die hinzugefügten Dosierungen von EG/MHin saturiert, EG/CaCO3 in Aromaten und EG/MH/CaCO; im Asphalt waren 10 Gew. Prozent nach der Vorgängerstudie [23]. Als Pulveradditiv wurden die Einflüsse von Komposit-Alterungsschutzmitteln auf die Grundeigenschaften von Asphalt betrachtet. Grundlegende Eigenschaften von Asphalt mit 10 gew. Prozent zusammengesetztes Alterungsschutzmittel wurden getestet, wie in Tabelle 1 angegeben, was anzeigt, dass die Leistungsindizes des mit zusammengesetztem Alterungsschutzmittel modifizierten Asphalts die technischen Standardanforderungen erfüllten.

2.2.2. Vorbereitung von Proben, die zusammengesetzte Anti-Aging-Mittel enthalten

Zuerst wurden 50 mg EG in einem Vakuumofen bei 60 Grad für 5 h getrocknet. Das getrocknete EG wurde in einem Ofen auf 800 Grad erhitzt und für 60 s expandiert, um das expandierte EG mit einem Expansionsvolumen von 210 ml/g zu erhalten. Zweitens wurden MH- und CaCO3-Nanopartikel durch hydrothermale Synthese auf EG dotiert. 10 mg expandiertes EG wurden mit 12 mg MH bzw. 24 mg CaCO 3 in deionisiertem Wasser gemischt.Cynomorium-VorteileDann wurden die beiden gemischten Lösungen in zwei mit Teflon ausgekleidete Autoklaven überführt. Die Autoklaven wurden 3 h bei 120 Grad gehalten und dann natürlich auf Raumtemperatur abgekühlt. Die vorbereiteten Proben wurden dreimal unter Verwendung von Zentrifugation mit entionisiertem Wasser und absolutem Ethanol gewaschen sowie in einem Ofen bei 60 Grad getrocknet, um EG/MH und EG/CaCO3 zu erhalten [34,35]. Dreißig mg expandiertes EG wurden mit 15 mg MH und 45 mg CaCO in entionisiertem Wasser gemischt. Dann wurde EG/MH/CaCO 3 durch Wiederholen der obigen Schritte S hergestellt.

Drittens wurden gesättigte Stoffe, Aromaten, Asphalt, EG/MH, EG/CaCO 3 und EG/MH/CaCO 3 in einen Trockenofen mit einem Vakuumgrad von 93 ± 1 kPa bei 105 Grad für 1 Stunde gegeben. Dann wurden EG/MH, EG/CaCO 3 und EG/MH/CaCO 3 allmählich zu gesättigten Aromaten und Asphalt mit einem Gehalt von 10 Gew.-% zugegeben. Prozent, sowie unter Verwendung der Scherdispergiermaschine (Typ FM300, FLUKO Equipment Co., Ltd., Shanghai, China) bei 1000 U/min für 5 min gerührt, gefolgt von einer höheren Rührgeschwindigkeit von 4000 U/min für 20 min. Schließlich wurde das Rühren von Hand verwendet, um eine Entmischung zu verhindern und die Luftblasen zu entfernen, bis die hergestellten Proben auf Raumtemperatur abgekühlt waren.

2.3.Methoden

2.3.1. Isothermischer TG/DSC-FTIR-Test

Basierend auf unserer vorherigen Studie [31] wurde das TG/DSC-Testsystem (STA 409, Netzsch, Deutschland) gekoppelt mit einem FTIR-Spektrometer (Nicolet IS10, Thermo Scientific, Grand Island, NY, USA) verwendet, um die Wirkung von Anti zu bewerten -Alterungsmittel bei thermisch-oxidativer Alterung von gesättigten Fettsäuren, Aromaten bzw. Asphalt. Ungefähr 10 mg der Probe wurden in Aluminiumtiegel des TG/DSC-Testsystems gegeben. Die Erwärmungstemperatur wurde von Raumtemperatur mit einer Erwärmungsrate von 40 Grad/min auf 163 Grad erhöht und 4 Stunden lang auf 163 Grad gehalten, basierend auf den chinesischen Standardtestverfahren für Bitumen und bituminöse Mischungen für den Straßenbau [36]. Dann wurden 21 Prozent Sauerstoff und 79 Prozent Stickstoff mit einer Flussrate von 60 ml/min zugeführt. Daher wurden thermisch-oxidative Alterungstests an gesättigten Stoffen, Aromaten und Asphaltproben durchgeführt, um die Änderungen des Masseverlusts, der Wärmeenthalpie und der flüchtigen Bestandteile während des isothermen Erhitzens vor bzw. nach Zugabe von Alterungsschutzmitteln zu diskutieren. Die lineare Grundlinienmethode wurde verwendet, um die Fläche der endothermen oder exothermen Peaks auf der DSC-Kurve zu berechnen. Die Fläche zwischen der Grundlinie und einem endothermen oder exothermen Peak auf der DSC-Kurve wurde berechnet, um die Enthalpie zu erhalten.

Gleichzeitig wurden die freigesetzten flüchtigen Bestandteile durch das Spülgas mit einer Flussrate von 120 ml/min in den kombinierten FTIR-Analysator ((Nicolet IS10, Thermo Scientific, GrandIsland, NY, USA) eingetragen. Die FTIR-Testergebnisse wurden kontinuierlich aufgezeichnet um die freigesetzten flüchtigen Bestandteile zu identifizieren.Vor dem formellen isothermischen TG/DSC-FTIR-Test jeder Probe wurde die Temperatur- und Waagenkalibrierung durchgeführt, und Vorversuche für die Wiederholbarkeitsprüfung unter den gleichen experimentellen Bedingungen wurden dreimal durchgeführt.Wenn die Ergebnisse dies zeigten Da sich die TG- und DSC-Kurven perfekt überlagerten und die Fehler akzeptabel waren, wurde das formale Experiment für jede Probe durchgeführt.Daher wurden vier Proben hergestellt, um die Auswirkungen des Alterungsschutzmittels auf die thermisch-oxidativen Alterungseigenschaften von gesättigten Verbindungen, Aromaten, bzw. Asphalt.

2.3.2.ESEM-EDS-Test

Die Veränderungen der Mikromorphologie und der Hauptelementgehalte von Asphaltproben vor und nach der oben simulierten isothermisch-oxidativen Alterung wurden durch ESEM (Typ Quanta 200, FEI, Grand Island, NY, USA) charakterisiert, das mit einem EDS ausgestattet war. Zunächst wurde Asphalt mit einer Probengröße von 1 cm x 1 cm x 1 cm hergestellt und mit Leitkleber auf den sauberen Probentisch gelegt. Dann wurde das Goldpulver auf die Asphaltprobe gesprüht und die Beobachtungskammer wurde evakuiert, bis der Druck -3.06×10-3 Pa erreichte.WüstenhyazintheProbenmorphologien wurden sofort unter Verwendung von ESEM beobachtet, und die chemischen Zusammensetzungen wurden unter Verwendung von EDS nachgewiesen. Die Gehalte an chemischen Elementen waren Durchschnittswerte von drei zufälligen Testpunkten bei jeder Probe.

3. Ergebnisse und Diskussion

3.1.Thermische Stabilitätswirkung von Anti-Aging-Mitteln auf gesättigte Fettsäuren und Aromastoffe

Um die Auswirkungen von hergestellten Alterungsschutzmitteln aus EG/MH und EG/CaCO3 auf die thermische Stabilität von gesättigten Verbindungen und Aromaten zu diskutieren, wurden isotherme TG/DSC-FTIR-Tests durchgeführt, um die thermisch-oxidative Alterung bei 163 °C für 4 h zu simulieren .

3.1.1. Thermische Stabilitätswirkung von EG/MH auf gesättigte Fettsäuren

TG- und DSC-Kurven von gesättigten Stoffen und gesättigten Stoffen/EG/MH während der isothermal-oxidativen Alterung sind in Abbildung 1 dargestellt.

Aus den TG-Kurven in Fig. 1 geht hervor, dass die Masse der gesättigten Verbindungen abnimmt, wenn die Dauer der thermisch-oxidativen Alterung vor und nach der Zugabe von EG/MH verlängert wird. Die Abnahmerate von gesättigten Fettsäuren/EG/MH ist viel geringer als die von gesättigten Fettsäuren. Dies weist darauf hin, dass die Zersetzungsreaktion und die Verflüchtigung von leichten Komponenten in gesättigten Stoffen nach Zugabe von EG/MH während der thermisch-oxidativen Alterung von gesättigten Stoffen verringert werden. Dies liegt daran, dass EG/MH die füllende und stabilisierende Rolle in gesättigten Stoffen spielt und das poröse EG eine starke Adsorptionsleistung aufweist, so dass einige kurzkettige Kohlenwasserstoffmoleküle von EG adsorbiert werden [12].

Da die Heiztemperatur konstant ist, ist die Änderung des Wärmestroms hauptsächlich auf die Temperaturdifferenz zwischen gesättigten Stoffen und den Referenzmaterialproben zurückzuführen. Die DSC-Kurven von gesättigten Stoffen und gesättigten Stoffen/EG/MH schwanken kontinuierlich bei 163 Grad für 4 h, und die sich ändernde Amplitude von gesättigten Stoffen ist größer als die von gesättigten Stoffen/EG/MH. Dies deutet darauf hin, dass verschiedene Komponenten in gesättigten Fettsäuren an den chemischen Reaktionen in unterschiedlichen Erwärmungsstadien während der isothermisch-oxidativen Alterung von gesättigten Fettsäuren teilnehmen. Außerdem treten relativ intensive und komplexe endotherme und exotherme Reaktionen auf. Dies liegt daran, dass gesättigte Verbindungen leichte Komponenten in Asphalt sind und Hauptmolekülketten und Seitenketten bei hohen Temperaturen leicht brechen, um während der isothermisch-oxidativen Alterung von gesättigten Verbindungen Wärme freizusetzen oder zu adsorbieren.

Außerdem zeigen die Wärmestromwerte von gesättigten Stoffen und gesättigten Stoffen/EG/MH insgesamt einen steigenden Trend, aber die Wärmestromwerte von gesättigten Stoffen sind höher als die von gesättigten Stoffen/EG/MH. Dies weist darauf hin, dass gesättigte Stoffe während der isothermisch-oxidativen Alterung bei 163 Grad für 4 h insgesamt einer endothermen Reaktion unterliegen. Es wird festgestellt, dass die DSC-Kurven zeigen, dass die Reaktionswärme offensichtlich nach Zugabe von EG/Mein-gesättigten Stoffen abnimmt. Der Grund dafür ist, dass EG kleine Kohlenwasserstoffmoleküle adsorbiert und Sauerstoff und Wärme isoliert, wodurch eine weitere thermische Oxidation verhindert wird. MH wird auf poröses EG geladen, um kleine Moleküle zu fixieren, gesättigte Moleküle zu füllen und zu stabilisieren [11,23]. Die synergetischen Wirkungen von EG und MH erhöhen die thermische Stabilität von gesättigten Stoffen, und die chemischen Reaktionen werden geschwächt, was zu einer Verringerung der Reaktionswärme während der isothermisch-oxidativen Alterung führt.

3.1.2. Thermische Stabilitätswirkung von EG/CaCO3 auf Aromaten

Isotherme TG/DSC-Tests werden an Aromaten vor und nach Zugabe von EG/CaCO3 bei 163 Grad für 4 h durchgeführt. TG- und DSC-Kurven Aromaten und Aromaten/EG/CaCO während der isothermal-oxidativen Alterung sind in Abbildung 2 dargestellt.

Aus den TG-Kurven in Abbildung 2 geht hervor, dass Aromaten ohne Alterungsschutzmittel EG/CaCO: einen leicht ansteigenden Massentrend zeigen, während die Masse der Aromaten nach Zugabe von EG/CaCO3 in Aromaten während der Isotherme leicht abnimmt -oxidative Alterung. Dies weist darauf hin, dass die Polymerisationsreaktion in Aromaten mehr ist als die Zersetzungsreaktion vor der Zugabe von EG und CaCO, Nanopartikeln, wodurch einige makromolekulare Produkte entstehen. Dies liegt daran, dass Aromaten aufgrund der oxidativen Polymerisation während der isothermisch-oxidativen Alterung umgewandelte Harze sind und die Seitenketten an aromatischen Ringen leicht oxidiert und polymerisiert werden, um aromatisches Cycloalkyl zu bilden[37]. Allerdings ist die Polymerisationsreaktion in Aromaten geringer als die Zersetzungsreaktion nach Zugabe von EG/CaCO3, was zu einer Abnahme der Aromatenmasse während der isotherm-oxidativen Alterung führt. Dies ist hauptsächlich darauf zurückzuführen, dass einige leichte Komponenten von EG adsorbiert und fixiert werden, um die Bildung von Makromolekülen durch weitere oxidative Polymerisationsreaktion mit Sauerstoff zu verhindern [38]. Bei der thermischen Zersetzungsreaktion von Aromaten entweicht jedoch auch eine geringe Menge an kleinmolekularen Bestandteilen. Wenn die Masse der emittierten flüchtigen Stoffe größer ist als die der durch die Polymerisationsreaktion erzeugten Makromoleküle, nimmt die Gesamtmasse der Aromaten leicht ab. Währenddessen dispergieren die hydrophilen CaCO-Nanopartikel, die auf den Rand und die Innenwand von EG geladen sind, gleichmäßig in Aromaten, um eine Vernetzungsstruktur zu bilden, was die thermische Stabilität von Aromaten verbessert und bewirkt, dass ihr Massenverlust langsamer abnimmt.

Wie in Abbildung 2 gezeigt, zeigen DSC-Kurven, dass die relativ intensiven und komplexen endothermen Reaktionen beim isothermisch-oxidativen Alterungsprozess von Aromaten auftreten, was darauf hindeutet, dass verschiedene Komponenten in Aromaten an den chemischen Reaktionen in verschiedenen Erwärmungsstadien während der isothermal-oxidativen Alterung teilnehmen. Nach der Zugabe von EG/CaCO ist der sich ändernde Trend des Wärmeflusses von Aromaten fast parallel zur Abszisse. Dies legt nahe, dass die thermische Stabilität von Aromaten verbessert wird, was auf die synergistische Wirkung zwischen EG und CaCO zurückzuführen ist. Die Aufnahme von EG verhindert die Kettenreaktion und unterdrückt den thermisch-oxidativen Alterungsprozess von Aromaten. Oberflächeneffekte von CaCO: Nanopartikel stabilisieren den physikalischen Zustand von Aromaten weiter und verbessern die thermische Stabilität von Aromaten.

Dieser Artikel ist entnommen aus Materials 2020, 13, 4005; doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials