Grafenin Atomik Kuvvet Mikroskobuna Dayalı Modifiye Asfalt Mikroyapıları Üzerindeki Etkisi Ⅱ

3.4. Sıvı-Katı Faz Dönüşüm Teorisine Dayalı Asfalt Mikroyapısının Tartışılması

Soğutma sırasında erimiş asfaltın bazı bileşenleri sıvı-katı faza geçebilir.geçiş, asfaltta faz ayrımı ile sonuçlanır. "Arı yapısı" sonuçturasfaltta faz ayrımı. Gibbs'e göre, faz değiştirme süreci şu şekilde olabilir:çekirdeklenme-büyüme faz değişimi ve sürekli faz değişimi olmak üzere ikiye ayrılır.

Yaşlanma Karşıtı Cistanche Otları Hakkında Daha Fazla Bilgi Almak İçin Buraya Tıklayın

Şekil 6.Asfalt mikromorfolojisinin yükseklik dağılımı

3.4. Asfalt Mikroyapı Esaslı TartışmaSıvı-Katı Faz Dönüşüm Teorisi Üzerine

Kanaatimizce "arı yapısı" oluşumuures" ve grafenin etkisi"arı yapıları" ba kullanılarak açıklanabilir.sic "sıvı-katı faz geçişi" teorisi". Termodinamik dengeye görem teorisi, bir faz geçişi meydana gelebilirmalzeme soğuduğunda yeni bir faz oluştururfaz geçiş sıcaklığına getirilir. GibiŞekil 6.Asfalt mikromorfolojisinin yükseklik dağılımı.3.4.1. "Arı Yapısı" Oluşumunun Analizi"Arı yapısı"nın oluşumu tartışılmıştır ve kanaatimizce "arı"Asfaltın "yapıları", mum kristalleşmesi veya mum içeren ilişkilerden kaynaklanmaktadır.diğer betonlar (asfaltenler ve değiştiriciler gibi). Asfaltın donması sırasında, hamve artık yağ—çökelme yeteneğine sahip yüksek erime noktalarına sahip hidrokarbon karışımlarıkristalleşme yoluyla - topluca mum olarak bilinir. Balmumu "arı" oluşumu için hayati öneme sahiptir.Soğuduktan sonra iğne-pul kristallerinin görünümü, varlığına işaret eder.asfaltta mikrokristal mum [37].

Balmumu kristalizasyonu, bir nükleer embriyodan bir kristal çekirdeğe geçişi içerir., ardından bir kristal. Soğutma sırasında dağılan alkan moleküllerierimiş asfaltta rastgele yüksek serbest enerji durumundan (sıvı durum) düşükkısa menzil içindeki alkan moleküllerinin bulunduğu serbest enerji durumu (kristal durum)kolaylaştıran "nükleer embriyonun" çekirdek embriyolarını oluşturmak için düzenli bir şekilde düzenlenmiştir.kararlı bir kristal çekirdeğin daha fazla oluşumu. Nükleer bir embriyo, bunun için bir ön koşuldur.bir çekirdeğin inşası. Ancak sıcaklık artarsa ​​nükleer embriyo parçalanır.artarken, büyüyecek ve kristaller geliştirecek kararlı bir çekirdek oluşturacaktır.eriyik soğumaya devam eder. Kristalizasyon işlemi, çekirdeklenme oluşumunu içerirve her ikisi de uygun aşırı soğutma derecesi gerektiren tane büyümesi. olaraksıcaklık düşerse, bu moleküller sürekli bir bağlantı kırılmasına uğrayacak vekritik bir boyut elde edilene kadar sıralı kafes noktaları oluşturmak için süreci birleştirin (yeni birkararlı durum), yani bir kristal çekirdek [38]. Son olarak, çevreleyen diğer moleküller her zamankristal kafes noktalarını kaplar ve yavaş yavaşkristal çekirdek ve kristal çekirdeğin iğne şeklinde bir kristale dönüşmesine neden olur.

Kristalin büyümesi, polimerizasyon enerjisinin arasındaki bölgede gerçekleşir.kristal ve serbest parafin en büyüğüdür ve tabakanın en hızlı büyümesini sağlarkristal çekirdeğin yan tarafında bulunan yapı. Mikrokristalin diğer bileşenlerindeBalmumu ve asfalt, asfalten molekülleri, kristal biriktirmek için çekirdek görevi görür.kümeler ve daha sonra bunları "arı yapıları" haline getirin. Asfalt sistemi ne zamankristalleşme sıcaklığının altına soğutulur, asfaltın her iki tarafındaki yağtepe tabakası, kılcal bir fenomen olarak kabul edilebilecek tepe boyunca yükselecektir.erimiş asfalt [39]. Figür7 "arı" yağışının şematik bir diyagramını gösterir.yapılar." Erimiş halde, asfalt bileşenleri (doymuşlar, aromatikler, reçineler veasfaltenler) homojen bir duruma karıştırılır. Daha sonra, değişiklik yoluyla,Grafen modifiye edici, homojen bir yapı oluşturmak için erimiş asfaltta düzgün bir şekilde dağılır.sistem. Soğutma sırasında, grafen ve asfaltenler çekirdeklenme bölgeleri haline gelecek vemum kolayca kristalleşerek "arı yapıları" oluşmasına neden olur.

3.4.2. Grafenin Asfaltın Arı Yapılarına Etkisi

Önceki sonuçlar, değiştirilmiş grafen "arı yapılarının" ap olduğunu gösterdi.temel asfaltınkinden daha fazla miktarda ve daha küçüktü. içinBir kristal çekirdeğin oluşması, kristalleşmenin ilk adımıdır ve çekirdeklenme sürecikristal bazlı homojen olmayan ve homojen çekirdeklenme olarak kategorize edilebilirçekirdeklenme teorisi. Homojen çekirdeklenme, çekirdek geninin aynı olasılığını ifade eder.aşırı soğutulmuş eriyiklerde ereksiyon. Bu arada, homojen olmayan çekirdeklenme, bir for anlamına gelir.Yüzey, arayüz gibi çeşitli katalitik konumlar tarafından kolaylaştırılan birleşme işlemi,çatlaklar ve duvarlar.

Kararlı grafen değiştiricinin gövdesi, çekirdek için katalitik bölge haline gelecektir.modifiye asfaltta oluşur ve bu homojen olmayan çekirdeklenme olarak sınıflandırılır.Grafenin dahil edilmesi, çok sayıda çekirdeklenme bölgesi ve arayüzler sağlar.üzerinde mum moleküllerinin birikebileceği düzenli (küresel) şablonlar gösterir [40].barhomojen olmayan çekirdeklenme (∆Gk*) homojen çekirdeklenmeden daha azdır(∆Gk) ve ilişki, Denklem (3)'te gösterildiği gibi asfaltta mevcuttur, buradaθtemsilgösterildiği gibi, başlık şeklindeki bir çekirdek ile düz bir substrat arasındaki temas açısını gönderir.klasik çekirdeklenme teorisi. Şekil 8 shhomojen olmayan başlık şeklindeki modele sahiptirçekirdeklenme.ÇünküθYoung denkleminden hesaplanabilir (Denklem (4)). Denklem 4'te, nl, sl,Ve snarasındaki arayüz serbest enerjilerine bakınçekirdek ve sıvı, substratVesırasıyla substrat ve çekirdek. f(0), kapak modelinin geometrik ilişkisinin Denklem (5)'inden elde edilebilir ve değeri 1'den küçük veya eşittir.

Çekirdekleştirici madde üzerinde kristal çekirdeği oluştuğunda, çekirdeklenme bariyeritemas açısı ile azalır (θ) ve homojen olmayan çekirdeklenme bariyeri daha düşüktürkristalleşmeyi kolaylaştıran homojen çekirdeklenme bariyerinden daha. temeldeasfalt, asfalten bir çekirdekleştirici madde olarak hizmet edebilir. Buna karşılık, grafen ile modifiye edilmişasfalt, asfaltta düzgün dağılmış grafen, bir çekirdekleştirici ajan olarak rolünü paylaşacaktır.asfalten ile. Her ne kadar mum her ikisinde de homojen olmayan çekirdeklenme yoluyla ayrılabilse debaz ve modifiye asfalt, her iki durumda da çekirdekleştirici madde parçacıklarının sayısı farklı olacaktır.Bize göre, grafen değiştirici, ek bir dağınık çekirdeklenme işlevi görebilir.çok sayıda daha küçük mum kristallerinin oluşumunu kolaylaştıran merkez [41]. Öyleyse,grafen modifiyeli asfalttaki "arı yapılarının" sayısı bundan daha fazla olacaktır.temel asfalt. Ek olarak, grafen daha düşük bir "arı yapısı" hacmine neden olabilir.esas olarak modifiye edilmiş halde nispeten kompakt bir jel ağının oluşumuna bağlı olarakasfalt. Kanaatimizce "arı yapılarının" oluşumu difüzif olarak sınıflandırılmaktadır.faz geçişi ve modifiye asfaltın artan viskozitesi difüzyonu engeller vemum moleküllerinin transferi

"Arı yapısının" büyüme aşaması, difüzyon teorisine dayanarak açıklanabilir.Ayrıntılı bir açıklama önceki çalışmamızda sunulmuştur [27]. Asfaltta daha düşükviskozite daha az moleküller arası etkileşime neden olurken, daha küçük bir direnç kuvvetimigrasyon, daha yüksek bir moleküler migrasyon hızıyla sonuçlanır, bu da migrasyonu kolaylaştırırasfalt bileşenleri. Baz asfaltın viskozitesi, grafen ile modifiye edilmiş olandan daha düşüktür.asfalt. Balmumu bileşenleri temel asfaltta hızla hareket edebilir, böylece"arı yapısının" gelişimini kolaylaştırıyor.

Bu arada, çekirdeklenme sayısıtaban asfaltındaki alanlar, grafenle modifiye edilmiş asfaltınkinden daha azdır. Öyleyse,temel asfaltın asfaltik "arı yapıları" genişler ve dağılımlarıdağınık. Bu arada, modifiye asfaltın viskozitesi yüksektir, bu da düşükmum moleküllerinin göç hızı. Ayrıca, bir asfalten olarak grafen,bir çekirdeklenme bölgesi olarak ve partikül göçünü engeller. Yukarıdaki faktörler aşağıdakilere neden olabilir:modifiye asfaltta bol miktarda ve daha küçük boyutta "arı yapıları"

Yaşlandırılmamış ve yaşlandırılmış temel asfaltın ve grafen ile modifiye edilmiş mikromorfolojisiphalt AFM aracılığıyla incelenmiştir. Mikrograf varyasyonları karşılaştırıldı ve analiz edildi.Asfaltik "arı yapılarının" oluşum mekanizması ve grafenin"arı yapıları" tartışıldı. Elde edilen ana sonuçlar aşağıdaki gibidir: