Asfalt Numunelerinin Mikromorfoloji ve Ana Element İçeriklerindeki Değişiklikler

Lütfen iletişime geçinoscar.xiao@wecistanche.comdaha fazla bilgi için

Soyut:Asfalt kaplamanın inşası sırasında asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını ve zararlı uçucuların salınım miktarını azaltmak için yeni bir kompozit yaşlanma önleyici madde geliştirildi. Uçucu maddeler asfaltın termal-oksidatif yaşlanması sırasında esas olarak doygun maddelerden ve aromatiklerden salındığından, yaşlanma karşıtı hazırlamak için magnezyum hidroksit (MH) ve kalsiyum karbonat (CaCO3) nanoparçacıklarını yüklemek için stabilize edici bir ajan olarak genleşmiş grafit (EG) seçildi. sırasıyla doymuş ve aromatik maddeler. Termal-oksidatif yaşlanmadan önce ve sonra doymuş maddelerden ve aromatiklerden salınan termal stabilite ve uçucu bileşenler, izotermal Termogravimetri/Diferansiyel Taramalı Kalorimetri-Fourier Dönüşümü Kızılötesi Spektrometre testi (TG/DSC-FTIR testi) kullanılarak karakterize edildi.cistanche İngiltereTest sonuçları, EG/MH ve EG/CaCO'nun yaşlanma karşıtı maddelerinin asfalttaki hafif bileşenlerin uçmasını etkili bir şekilde engellediğini ve doymuş ve aromatiklerin termal stabilitesini iyileştirdiğini göstermektedir. Ardından EG, MH ve CaCO oranları; EG/MH/CaCO3'ün geliştirilmiş kompozit yaşlanma önleyici maddesine eklenenler ağırlıkça 2:1:3'tür. EG/MH/CaCO asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını engellemede sinerjik bir etki yapar ve EG/MH/CaCO'dan sonra termal-oksidatif yaşlanma sırasında zararlı uçucuların salınım miktarını azaltır; 10 wt önerilen içerikte asfalta eklenir. yüzde . Asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını önleyerek zincir reaksiyonlarını önlemek için MH ve CaCO, nanopartiküller ile sinerjik bir rol oynar.

Anahtar Kelimeler:asfalt; termal-oksidatif yaşlanma; kompozit yaşlanma karşıtı ajan; uçucu bileşenler; sinerjik etki

Daha fazla bilgi için lütfen buraya tıklayın

1. Giriş

Asfalt, çok karmaşık bileşenlere sahip hidrokarbon ve hidrokarbon olmayan bileşiklerin bir karışımıdır. Asfalt, Çin'de kaldırım mühendisliği için en yaygın kullanılan bağlayıcı malzemelerden biridir. Ancak asfalt kaplamanın yapım ve hizmet ömrü sırasında yaşlanmaya karşı hassastır. Asfalt, ısıya, güneş ışığına, oksijene ve neme maruz kaldığında sertleşir ve çatlaklar, çatlamalar, çukurlar vb. gibi bir dizi üstyapı sorununa yol açar [1]. Dahası; Asfaltın termal-oksidatif reaksiyonu yüksek sıcaklıklarda meydana geldiğinde açığa çıkan uçucu organik bileşikler doğal çevreye ve inşaat işçilerinin sağlığına zararlıdır [2]. Karıştırma, serme, haddeleme ve servis aşamasını içeren asfalt kaplamanın yapım ve hizmet süreçlerinde termal-oksidatif yaşlanma mevcuttur [3,4]. Bu nedenle, asfalt kaplamanın hizmet ömrünü uzatmak için bazı etkili yaşlanma önleyici maddeler geliştirilmiştir. Asfaltın yaşlanma direncini çeşitli modifiye ediciler ekleyerek geliştirmek için de bazı çabalar gösterilmiştir. Yaşlanma karşıtı ajanların gelişimi genellikle antioksidanlar, ışık stabilizatörleri ve ısı stabilizatörleri açısından değerlendirilir [5,6]. Karbon siyahı, montmorillonit, antioksidan, bir ultraviyole emici (UVA), vb. genellikle asfaltın termal ve fotooksidatif yaşlanmasını engellemek için katkı maddeleri olarak kullanılır [6]. Termal ve foto-oksidatif yaşlanma direncini sinerjik olarak geliştirmek için katmanlı inorganik silikatlardan oluşan çok boyutlu bir nanomalzeme kullanılmıştır [7,8]. Zare-Shahabadi et al. [9] nanokil ilavesinin asfaltın viskozitesini arttırdığını ve asfaltın yaşlanmayı önleyici, tekerlek izi önleyici ve yorulma önleyici özelliklerini iyileştirdiğini bulmuşlardır. Son zamanlarda EG, yeni bir mezogözenekli karbon malzeme türü olması ve daha yüksek ısı transferi ve adsorpsiyon özelliklerine sahip olması nedeniyle daha fazla ilgi görmektedir [10]. Diğer adsorbanlarla karşılaştırıldığında, EG, gözenekli yapılarının yanı sıra mükemmel ısı ve kütle transfer performansları nedeniyle yağları adsorbe etme ve sabitleme konusunda daha güçlü bir yetenek gösterir [11-13].cistanche wirkungSonuç olarak, EG aromatikler, doymuş maddeler ve asfaltta daha iyi dağılabilir. Ek olarak, EG, doygunluk ve aromatiklerin yaşlanma karşıtı ajanlarının taşıyıcısı olarak kullanılmaya uygun olan yağ ve organik küçük molekülleri adsorbe etmesi kolaydır [11]. Ek olarak, nanomalzemenin en az bir boyutunun 1-100 nm'lik bir nanoölçek aralığında olduğu bilinmektedir. Nanokristal parçacıkların yüzeyindeki atom sayısının toplam atom sayısına oranı, parçacık boyutundaki azalma ile keskin bir şekilde artar ve bu da malzeme özelliklerinde daha fazla değişikliğe neden olur[14]. Son yıllarda, asfalt değiştiriciler olarak daha fazla inorganik nanomalzemeler kullanılmıştır [14,15]. MH ve CaCO nanoparçacıkları genellikle polimer malzemelerin [16-18] termal stabilitesini geliştirmek için kullanıldı.

Cistanche yaşlanmayı geciktirebilir

MHnanopartikül, bir tür yüksek verimli alev geciktirici olarak, güçlü termal stabiliteye ve duman bastırma özelliklerine sahiptir [19,20]. MH nanoparçacıkları, nano kristalizasyondan sonra hacim etkisini ve kuantum boyutu etkisini gösterir, bu da MH ve asfalt arasındaki uyumluluğu geliştirir. MH'nin ayrıca belirli bir adsorpsiyon etkisi vardır [21-23]. Ek olarak, MH alkalidir ve sadece doldurma, adsorpsiyon ve termal stabilitenin iyileştirilmesinde rol oynamakla kalmaz, aynı zamanda -COOH, SO2, vb. gibi bazı asit gruplarını veya gaz halindeki ürünleri nötralize eder [24]. Wu ve diğerleri.[25] doğal elyaf takviyeli kompozitlere MH ekledi ve MH'nin elyaflar ve polimer matris arasındaki uyumluluğu önemli ölçüde arttırdığını, kompozitlerin nem-hasar direncini ve mekanik özelliklerini iyileştirdiğini ve yaşlanma sürecini geciktirdiğini buldu. Zhu et al. [26], mikro gözenekli bir polimer nanotüpün termal stabilitesini geliştirmek için MH'yi kullandı ve modifiye edilmiş mikro gözenekli polimer nanotüplerin, termal enerji tasarrufu için umut verici bir termal yalıtım kaplama malzemesi olarak büyük potansiyel uygulamaları olduğunu bildirdi.

Nano CaCO: daha yüksek termal kararlılığa ve uzamsal stereoskopik yapıya sahiptir, böylece polimerik malzemelerde daha iyi dağılır [24,26-28]. Önceki raporlara göre, CaCO, nanopartiküllerin eklenmesi, polimerin termal stabilitesini ve mekanik özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirebilir [29].narenciye biyoflavonoidleriAyrıca, aktif nano CaCO3'ün yüzeyi oleofilik ve hidrofobikti ve asfaltın reolojik özelliklerini etkili bir şekilde iyileştirebilen veya ayarlayabilen yağ bileşenleri ile iyi bir uyumluluğa sahipti [24]. Nazari el.[14] CaCO3 nanoparçacıkları eklenerek asfaltın yaşlanma karşıtı performansının iyileştirildiğini ve CaCO içeriğinin modifiye asfaltın yorulma özelliğini etkilediğini buldu. Xing et al. [30] CaCO olduğunu kanıtladı; nanopartiküller, farklı güçlendirme mekanizmaları aracılığıyla asfaltın yüksek sıcaklık kararlılığını ve tekerlek izi önleme yeteneğini geliştirdi. Zhai et al. [18] asfaltın ağırlıkça 5 oranında değiştirildiğine dikkat çekti. yüzde nano CaCO3 ve ağırlıkça 4 Yüzde SBR değiştirici, SBS ile modifiye edilmiş asfalt ile karşılaştırıldığında, yüksek sıcaklıkta tekerlek izi bırakma ve sürünme konusunda üstün özelliklere sahipti. Şu anda, asfaltın en gelişmiş yaşlanma karşıtı ajanları, ultraviyole yaşlanmayı veya doğal ortamda uzun vadeli yaşlanmayı hedefliyor, ancak kısa vadeli termal-oksidatif yaşlanmanın asfalt kaplamanın dayanıklılığı ve inşaatta işçi sağlığı üzerindeki olumsuz etkisini görmezden geliyor. sahne. Ayrıca, asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını azaltmak için bazı yaşlanma karşıtı ajan türleri olmasına rağmen, asfalt kaplamanın inşası sırasında doymuş ve aromatiklerin uçucu hale gelmesine dayalı olarak az sayıda yaşlanma karşıtı ajan geliştirilmiştir. Son olarak, asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını azaltmak için geliştirilen yaşlanma önleyici madde bileşimleri tektir ve bileşen seviyesinde doymuş ve aromatiklerin termal özelliklerine ve içeriklerine göre birleştirilmemiştir.

Daha önceki çalışmalarımıza [31] dayanarak, asfaltın zararlı uçucuları, asfalt kaplama inşaatı sırasında termal-oksidatif yaşlanma reaksiyonları nedeniyle esas olarak aromatiklerden ve doygun maddelerden üretilmekte ve ekolojik çevre ve işçi sağlığı üzerinde olumsuz etkiler yaratmaktadır. Bu nedenle, bu çalışmanın amacı, önce sırasıyla termal özelliklerine ve salınan uçucu bileşenlere göre aromatikler ve doymuş maddeler için karşılık gelen yaşlanma karşıtı ajanları seçmek ve ardından seçilen yaşlanma karşıtı ajanlar, aromatiklerin içeriğine göre birleştirilir ve asfaltta doyurun. Bu nedenle, asfalt kaplamanın inşası sırasında uçucu maddelerin salınım miktarını azaltarak, asfaltın termal stabilitesini iyileştirmek ve termal-oksidatif yaşlanmayı azaltmak için asfalt malzemesi için yeni bir kompozit yaşlanma önleyici ajan geliştirilmiştir. Bu çalışmada, MH ve CaCO3 nanopartikülleri ilk olarak sırasıyla doymuş ve aromatiklerin yaşlanma karşıtı ajanları olarak seçilmiş, termal kararlılıklarını iyileştirmiş ve uçucuların salınım miktarını azaltmıştır. Daha sonra EG, MH ve CaCO: nanopartiküllerin taşıyıcısı olarak ve ayrıca asfaltta doymuş maddelerden ve aromatiklerden salınan adsorbe edilmiş ve sabitlenmiş hafif gazlı ürünler olarak seçilmiştir. Bundan sonra, yaşlanmayı önleyici maddeler olarak sırasıyla EG/MH ve EG/CaCO3 doymuş ve aromatiklere eklendi. Doymuş maddelerin ve aromatiklerin termal-oksidatif yaşlanma süreci, izotermal TG/DSC-FTIR testi ile uyarıldı. EG/MH ve EG/CaCO3'ün termal stabilite ve salınan uçucu maddeler üzerindeki etkileri doymuş ve aromatikler TG/DSC-FTIR test sonuçları ile tartışıldı.

Ayrıca, EG/MH/CaCO3 bileşik yaşlanma karşıtı ajan, EG/MH ve EG/CaCO3'ün doymuş ve aromatiklerin termal-oksidatif yaşlanması üzerindeki önleyici etkilerine dayalı olarak geliştirilmiştir. Düzgün asfalta EG/MH/CaCO3 eklendi ve asfaltın kısa süreli termal-oksidatif yaşlanmasını uyarmak için izotermal TG/DSC-FTIR testi kullanıldı. Son olarak, geliştirilmiş bir EG/MH/CaCO3 kompozit yaşlanma önleyici maddenin termal stabilite, uçucu emisyon, morfoloji ve asfaltın element içeriği üzerindeki etkileri, izotermal TG/DSC-FTIR ve (Environment Scanning Electric Microscope-Energy) kullanılarak karakterize edildi. Disperse Spektroskopi testi) ESEM-EDS testleri. Bu çalışma, asfaltın termal-oksidatif yaşlanmasını bileşen düzeyinde azaltmak ve asfalt kaplamanın dayanıklılığını artırmak için asfalt malzemeleri için verimli bir kompozit yaşlanma önleyici ajan geliştirmektedir.

2. Malzemeler ve Yöntemler

2.1. Raz0 Malzemeler

Bu çalışmada, 60/80 penetrasyon dereceli kullanıcı bazlı asfalt, California Texas Oil Company, ABD'den satın alınmıştır. SARA fraksiyonları, ASTMD4124-09'ye göre asfalt bağlayıcıdan ayrıldı. Doymuş maddelerin, aromatiklerin, reçinelerin ve asfaltenlerin içerikleri sırasıyla ağırlıkça yüzde 18.4, yüzde 40,7, yüzde 30,9 ve yüzde 10'du.

sırasıyla doygunluk ve aromatiklerin bileşik yaşlanma karşıtı ajanını hazırlamak için MH ve CaCO3 yüklemek için bir adsorban olarak seçildi. MH ve CaCO: bir silan bağlama maddesi ile yüzey modifiye edilmiştir. EG'nin genişleme oranı 210mL/g'dir. MH ve CaCO'nun tane boyutları sırasıyla 30-50 nm ve 40-80 nm'dir. MH ve CaCO'nun saflığı; ikisi de yüzde 98'den fazla. Saf asfalt ve kompozit yaşlanma önleyici madde modifiye asfaltın temel özellikleri Tablo 1'de özetlenmiştir.

2.2. Örnek hazırlama

2.2.1. Yaşlanma Karşıtı Ajanların Dozaj Tayini

EG ve nano MH'nin içerik oranları ağırlıkça 5:6 olduğunda iyi bir sinerjik etkiye sahip olduğu bilinmektedir [32]. EG ve nano CaCO içerik oranı ağırlıkça 5:12 olduğunda, ısıtma sırasında asfaltın kütle kaybı en küçük olmuştur [33]. Böylece, EG'nin MH'ye karışık oranı, doymuş maddelere eklemek için 5:6 ve aromatiklere eklemek için EG'nin CaCO'ya karışık oranı 5:12 olarak kararlaştırıldı. Asfalttaki doymuş ve aromatiklerin içeriğine göre hazırlanan kompozit yaşlanma önleyici ajanda EG, MH ve CaCO'nun karışım oranı 2:1:3'tür. Sonuç olarak, eklenen EG/MHin doygunlukları, aromatiklerde EG/CaCO3 ve EG/MH/CaCO; asfaltta 10 wt idi. önceki çalışmaya göre yüzde [23]. Bir toz katkı maddesi olarak, kompozit yaşlanma önleyici maddelerin asfaltın temel performansları üzerindeki etkileri göz önünde bulundurulmuştur. 10 wt içeren asfaltın temel özellikleri. Kompozit yaşlanma önleyici madde yüzdesi Tablo 1'de sağlandığı gibi test edilmiştir, bu da kompozit yaşlanma önleyici madde ile modifiye edilmiş asfaltın performans indekslerinin teknik standart gereklilikleri karşıladığını gösterir.

2.2.2. Yaşlanma Karşıtı Kompozit Maddeler İçeren Numunelerin Hazırlanması

İlk olarak 50mg EG vakumlu fırında 60 derecede 5 saat kurutuldu. Kurutulmuş EG, bir fırında 800 derecede ısıtıldı ve 210 mL/g'lik bir genleşme hacmine sahip genişletilmiş EG'yi elde etmek için 60 saniye boyunca genleştirildi. İkinci olarak, MH ve CaCO3 nanoparçacıkları, hidrotermal sentez yoluyla EG üzerine katkılanmıştır. On mg genişletilmiş EG, deiyonize su içinde sırasıyla 12 mg MH ve 24 mg CaCO3 ile karıştırıldı.sinomorium faydalarıDaha sonra iki karıştırılmış çözelti, iki Teflon kaplı otoklava aktarıldı. Otoklavlar 120 derecede 3 saat tutuldu ve daha sonra doğal olarak oda sıcaklığına soğutuldu. Hazırlanan numuneler, deiyonize su ve mutlak etanol ile santrifüj kullanılarak üç kez yıkandı ve ayrıca EG/MH ve EG/CaCO3 elde etmek için 60 derecede bir fırında kurutuldu [34,35]. Otuz mg genleştirilmiş EG, deiyonize su içinde 15 mg MH ve 45 mg CaCO ile karıştırıldı. Daha sonra, yukarıdaki adım S tekrarlanarak EG/MH/CaCO3 hazırlandı.

Üçüncü olarak, doymuş maddeler, aromatikler, asfalt, EG/MH, EG/CaCO3 ve EG/MH/CaCO3, 1 saat boyunca 105 derecede 93±1 kPa vakum dereceli bir kurutma fırınına yerleştirildi. Daha sonra EG/MH, EG/CaCO3 ve EG/MH/CaCO3 doymuş aromatiklere ve asfalta ağırlıkça %10 oranında yavaş yavaş ilave edildi. ve ayrıca kesme dispersiyon makinesi (FM300 tipi, FLUKO Equipment Co., Ltd, Şangay, Çin) kullanılarak 1000 rpm'de 5 dakika, ardından 20 dakika boyunca 4000 rpm'lik daha yüksek bir karıştırma hızı ile karıştırıldı. Son olarak, hazırlanan numuneler oda sıcaklığına soğutulana kadar ayrışmayı önlemek ve hava kabarcıklarını gidermek için elle karıştırma kullanıldı.

2.3.Yöntemler

2.3.1. İzotermal TG/DSC-FTIR Testi

Önceki çalışmamıza dayanarak [31], bir FTIR spektrometresi (Nicolet IS10, Thermo Scientific, Grand Island, NY, ABD) ile birleştirilmiş TG/DSC test sistemi (STA 409, Netzsch, Almanya) anti -sırasıyla doymuş maddelerin, aromatiklerin ve asfaltın termal-oksidatif yaşlanması üzerinde yaşlandırma ajanları. Yaklaşık 10 mg numune, TG/DSC test sisteminin alümina potalarına yerleştirildi. Isıtma sıcaklığı, 40 derece/dk'lık bir ısıtma hızında oda sıcaklığından 163 dereceye yükseltildi ve Karayolu Mühendisliği için Bitüm ve Bitümlü Karışımın Çin Standart Test Yöntemlerine dayalı olarak 163 derecede 4 saat tutuldu [36]. Ardından, 60 mL/dk'lık bir akış hızında yüzde 21 oksijen ve yüzde 79 nitrojen girildi. Bu nedenle, izotermal ısıtma sırasında anti-aging ajanların eklenmesinden önce ve sonra sırasıyla kütle kaybı, ısı entalpisi ve uçucu bileşenlerdeki değişiklikleri tartışmak için doymuş, aromatik ve asfalt numunelerinin termal-oksidatif yaşlanma testleri yapıldı. DSC eğrisi üzerindeki endotermik veya ekzotermik tepe noktalarının alanını hesaplamak için doğrusal taban çizgisi yöntemi kullanıldı. DSC eğrisi üzerindeki taban çizgisi ile endotermik veya ekzotermik bir tepe noktası arasındaki alan, entalpi elde etmek için hesaplandı.

Aynı zamanda salınan uçucular, 120 mL/dk akış hızında tahliye gazı ile kombine FTIR analizörüne ((Nicolet IS10, Thermo Scientific, GrandIsland, NY, ABD) aktarıldı.FTIR test sonuçları sürekli olarak kaydedildi. salınan uçucu bileşenleri belirlemek için Her numunenin resmi izotermal TG/DSC-FTIR testinden önce sıcaklık ve denge kalibrasyonu yapılmış ve aynı deneysel koşullar altında tekrarlanabilirlik incelemesi için ön deneyler üç kez yapılmıştır. TG ve DSC eğrileri mükemmel bir şekilde üst üste bindirildi ve hatalar kabul edilebilirdi, her numunenin resmi deneyi yapıldı.Bu nedenle, yaşlanmayı önleyici ajanın doygunlukların, aromatiklerin termal-oksidatif yaşlanma özellikleri üzerindeki etkilerini karakterize etmek için dört numune hazırlandı. ve asfalt sırasıyla.

2.3.2.ESEM-EDS Testi

Yukarıda simüle edilen izotermal-oksidatif yaşlanmadan önce ve sonra asfalt numunelerinin mikromorfoloji ve ana element içeriklerindeki değişiklikler, bir EDS ile donatılmış ESEM (Quanta 200 tipi, FEI, Grand Island, NY, ABD) ile karakterize edildi. İlk olarak 1 cm×1 cm×1 cm numune boyutunda asfalt hazırlanmış ve iletken yapıştırıcı kullanılarak temiz numune masasına yerleştirilmiştir. Daha sonra, asfalt numunesi üzerine altın tozu püskürtüldü ve gözlem odası, basınç -3.06×10-3 Pa'ya ulaşana kadar vakumlandı.çöl sümbülNumune morfolojileri ESEM kullanılarak hemen gözlemlendi ve kimyasal bileşimler EDS kullanılarak tespit edildi. Kimyasal element içerikleri, her numune üzerindeki rastgele üç test noktasının ortalama değerleriydi.

3. Sonuçlar ve tartışma

3.1.Anti-Aging Ajanların Doymuş ve Aromatikler Üzerindeki Termal Stabilite Etkisi

Hazırlanan EG/MH ve EG/CaCO3 yaşlanma karşıtı ajanlarının doymuş ve aromatiklerin termal stabilitesi üzerindeki etkilerini tartışmak için, 4 saat boyunca 163 derece C'de termal-oksidatif yaşlanmayı simüle etmek için izotermal TG/DSC-FTIR testleri yapıldı. .

3.1.1. EG/MH'nin Doymuş Maddeler Üzerindeki Termal Stabilite Etkisi

İzotermal-oksidatif yaşlanma sırasında doymuş ve doymuş/EG/MH'nin TG ve DSC eğrileri Şekil 1'de gösterilmektedir.

Şekil 1'deki TG eğrilerinden, EG/MH eklenmesinden önce ve sonra termal-oksidatif yaşlanma süresi uzadıkça doymuş maddelerin kütlesinin azaldığı bulunmuştur. Doygunlukların/EG/MH'nin azalan oranı, doymuşlarınkinden çok daha küçüktür. Bu, doyma maddelerinin termal-oksidatif yaşlanması sırasında EG/MH ilave edildikten sonra parçalanma reaksiyonunun ve hafif bileşenlerin doygunluktaki uçuculuğunun azaldığını gösterir. Bunun nedeni, EG/MH'nin doygun maddelerde doldurma ve stabilize edici rol oynaması ve gözenekli EG'nin güçlü bir adsorpsiyon performansına sahip olmasıdır, böylece bazı kısa zincirli hidrokarbon molekülleri EG tarafından adsorbe edilir [12].

Isıtma sıcaklığı sabit olduğundan, ısı akışındaki değişiklik esas olarak doymuş maddeler ve referans malzeme numuneleri arasındaki sıcaklık farkından kaynaklanmaktadır. Doymuşların ve doymuşların/EG/MH'nin DSC eğrileri, 4 saat boyunca 163 derecede sürekli olarak dalgalanır ve doygunlukların değişen genliği, doymuşlar/EG/MH'ninkinden daha büyüktür. Bu, doymuş maddelerdeki farklı bileşenlerin, doymuş maddelerin izotermal-oksidatif yaşlanması sırasında farklı ısıtma aşamalarında kimyasal reaksiyonlara katıldığını göstermektedir. Ayrıca, nispeten yoğun ve karmaşık endotermik ve ekzotermik reaksiyonlar meydana gelir. Bunun nedeni, doyma maddelerinin asfaltta hafif bileşenler olması ve ana moleküler zincirlerin ve yan zincirlerin, doymaların izotermal-oksidatif yaşlanması sırasında ısıyı serbest bırakmak veya adsorbe etmek için yüksek sıcaklıklarda kolayca kırılmasıdır.

Ek olarak, doymuş ve doygunluk/EG/MH ısı akış değerleri genel olarak artan bir eğilim gösterir, ancak doygunluk ısı akış değerleri doymuş/EG/MH değerlerinden daha yüksektir. Bu, doymuş maddelerin 4 saat boyunca 163 derecede izotermal-oksidatif yaşlanma sırasında bir bütün olarak endotermik reaksiyona girdiğini gösterir. DSC eğrilerinin, EG/Mein doygunlukları eklendikten sonra reaksiyon ısısının açıkça azaldığını gösterdiği bulunmuştur. Bunun nedeni, EG'nin küçük hidrokarbon moleküllerini adsorbe etmesi ve oksijen ile ısıyı yalıtarak daha fazla termal oksidasyonu engellemesidir. MH, küçük molekülleri sabitlemek, doygunlukları doldurmak ve stabilize etmek için gözenekli EG'ye yüklenir [11,23]. EG ve MH'nin sinerjik etkileri, doymuş maddelerin termal stabilitesini arttırır ve kimyasal reaksiyonlar zayıflar, bu da izotermal-oksidatif yaşlanma sırasında reaksiyon ısısında azalmaya yol açar.

3.1.2. EG/CaCO3'ün Aromatikler Üzerinde Termal Stabilite Etkisi

4 saat boyunca 163 derecede EG/CaCO3 eklenmeden önce ve sonra aromatikler üzerinde izotermal TG/DSC testleri yapılır. İzotermal-oksidatif yaşlanma sırasında aromatikler ve aromatikler/EG/CaCO TG ve DSC eğrileri Şekil 2'de gösterilmektedir.

Şekil 2'deki TG eğrilerinden, EG/CaCO'nun yaşlanmayı önleyici maddesi olmayan aromatiklerin kütlede hafif bir artış eğilimi gösterdiği, buna karşın aromatiklere EG/CaCO3 eklendikten sonra aromatiklerin kütlesinin izotermal sırasında hafifçe azaldığı kaydedilmiştir. -oksidatif yaşlanma. Bu, aromatiklerdeki polimerizasyon reaksiyonunun, bazı makromoleküler ürünler üreten EG ve CaCO, nanopartiküller eklenmeden önceki ayrışma reaksiyonundan daha fazla olduğunu gösterir. Bunun nedeni, aromatiklerin izotermal-oksidatif yaşlanma sırasında oksidatif polimerizasyon nedeniyle dönüştürülmüş reçineler olmaları ve aromatik halkalardaki yan zincirlerin aromatik sikloalkil oluşturmak üzere oksitlenmesi ve polimerize edilmesinin kolay olmasıdır[37]. Bununla birlikte, aromatiklerdeki polimerizasyon reaksiyonu, EG/CaCO3 eklendikten sonraki ayrışma reaksiyonundan daha azdır, bu da izotermal-oksidatif yaşlanma sırasında aromatiklerin kütlesinde bir azalmaya neden olur. Bunun temel nedeni, oksijen ile daha fazla oksidatif polimerizasyon reaksiyonu yoluyla makromoleküllerin oluşumunu önlemek için bazı hafif bileşenlerin EG tarafından adsorbe edilmesi ve sabitlenmesidir [38]. Bununla birlikte, aromatiklerin termal bozunma reaksiyonu sırasında az miktarda küçük moleküler bileşenler de kaçar. Yayılan uçucu maddenin kütlesi, polimerizasyon reaksiyonu ile üretilen makromoleküllerin kütlesinden daha büyük olduğunda, aromatiklerin toplam kütlesi biraz azalır. Bu arada, EG'nin kenarına ve iç duvarına yüklenen hidrofilik CaCO nanoparçacıkları, aromatikler içinde homojen bir şekilde dağılarak çapraz bağlı bir yapı oluşturur, aromatiklerin termal stabilitesini iyileştirir ve kütle kaybının daha yavaş azalmasına neden olur.

Şekil 2'de gösterildiği gibi, DSC eğrileri, aromatiklerin izotermal-oksidatif yaşlanma sürecinde nispeten yoğun ve karmaşık endotermik reaksiyonların meydana geldiğini göstermektedir, bu da aromatiklerdeki farklı bileşenlerin, izotermal-oksidatif yaşlanma sırasında farklı ısıtma aşamalarında kimyasal reaksiyonlara katıldığını göstermektedir. EG/CaCO eklendikten sonra, aromatiklerin ısı akışının değişen eğilimi neredeyse apsis ile paraleldir. Bu, EG ve CaCO arasındaki sinerjistik etki sayesinde aromatiklerin termal stabilitesinin arttığını göstermektedir. EG'nin emilimi, aromatiklerin termal-oksidatif yaşlanma sürecini baskılayarak zincir reaksiyonunu engeller. CaCO'nun yüzey etkileri: nanopartiküller aromatiklerin fiziksel durumunu daha da stabilize ederek aromatiklerin termal stabilitesini iyileştirir.

Bu makale Materials 2020, 13, 4005; doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials