橡胶与沥青溶胀模型的建立与溶胀参数的确定_纪小平
基于马歇尔试验的AR-SMA-13橡胶沥青混合料线膨胀性能研究
收稿日期： 2014 － 09 － 11 基金项目： 甘肃省科技计划项目 （ 1305TCYA024） ； 甘肃省科技支撑计划项目 （ 1104GKCA026） 作者简介： 冯小伟 （ 1985 － ） ，男，甘肃会宁人，硕士研究生． （ xiaowei06671@ 163. com）
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公路交通科技
1. 2 试验方法 按照混合料中橡胶沥青不同的胶粉掺量，不同的
油石比，不同的细料通过率，不同的击实功成型马歇 尔试件，击实成型后不等试件温度下降，马上测量 试件的高度 H1 ，在室温下放置试件 24 h，不脱模再 次测量试件的高度 H2，然后计算马歇尔试件的线膨 胀率 δ［7］。
2 试验结果分析
橡胶沥青混合料马歇尔试件的线膨胀率可以间 接地反映混合料的压实效果，由于废胎胶粉的填充 作用，加之其所具有的弹性，为了保证混合料的整 体性，其级配必须给废胎胶粉足够的空间，否则混
表 1 试验用橡胶沥青技术性能表 Tab. 1 Technical property of asphalt rubber for test
项目 基质沥青
180 ℃ 旋转黏度 / （ Pa·s）
指标要求
寒区
温区
热区 实测结果
110# ，90# 90# ，70# 70# ，50#
1. 0 ～ 3. 0 2. 0 ～ 4. 0 2. 5 ～ 5. 0 3. 5
FENG Xiao-wei1，2 ，ZHI Peng-fei2
（ 1． Gansu Provincial Engineering Laboratory For Ｒoad Materials，Lanzhou Gansu 730050，China； 2． Gansu Provincial Transportation Ｒesearch Institute Co． ，Ltd． ，Lanzhou Gansu 730050，China）
橡胶粉在热沥青中的溶胀降解特性分析
活 化剂 对橡 胶沥 青 性 能 的影 响 ； Ｆ ｒ ａ ｎ ｔ ｚ ｉ ｓ 使 用 冷 台 显 微镜 描述 了胶 粉 在 热 沥青 中 的溶胀 ， 并 通 过胶 粉
颗粒 中沥青 浓度 的变 化讨 论胶 粉改 性沥青 的流变 行
中图分类号 ： Ｕ ４ １ ４ ． １
ｄ ｏ ｉ ： １ ０ ． ３ ９ ６ ９ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ０ － ５ ６ ５ Ｘ ． ２ ０ １ ６ ． １ ２ ． ０ １ ４
近 年来 ， 我 国汽车保 有 量逐 年迅 速增长 ， 废 旧轮 胎 的产生 量也 大 幅增 加 ， 废 旧橡 胶 的 回收利 用 是 解 决 资源短 缺 和环境 污染 的有 效途径 ． 当前 ， 利 用废 胶
逐 渐开 始 了胶粉 与沥 青 的物化 行为 以及 微细 观作 用 机 理方 面 的研究 ． Ａ ｂ ｄ ｅ ｌ ｒ ａ ｈ ｍａ ｎ等 ７ １ 指 出， 橡 胶 沥 青 中存在 胶粉 溶胀 与 降解行 为 ； Ｓ ｈ ｅ ｎ等 讨 论 了橡 胶
能¨ 之 ｊ ． 许 多学 者 开 展 了橡 胶 沥青 的 性 能 及 工 程 应 用研 究 ， 在橡胶 沥青 制备 温度 、 处理 时 间等工 艺 条件 以及 胶粉 粒径 、 胶粉 掺量 、 沥青 性质 等橡 胶沥 青性 能
粒 径 的变化 ， 提 出体积 膨胀 率表征 胶粉 在 沥青 中的体积 变化 ； 并对 用 筛析 方法 分 离胶 粉后 的 沥青样 品 ， 进 行 了红 外光谱 （ Ｉ Ｒ） 和 差示 扫描 量 热 （ Ｄ Ｓ Ｃ） 分析 ． 结果 表 明 ： 制备胶 粉 改性 沥 青过程 中 ， 溶胀和 降解是影 响胶粉 体 积 的 两个 重要 因素 ， 随着胶 粉 掺 量 增加 、 制备 温度 升 高和处 理 时间延 长 ， 体 积膨 胀 率均呈 先增 大后 减 小趋 势 ； 溶胀 后 的橡胶 分 子发 生断链 降 解释放 出小分子 物质 溶 于 沥青 组 分发 挥 改性 作 用 ， 特 征 官能 团吸 收峰 大 幅增 强 ； １ ９ ５℃ ， １ ． ５ ｈ和 １ ７ ５ ℃， ３ ． ０ ｈ制备 的 沥青样 品 Ｄ Ｓ Ｃ谱 线 出现 了强烈 的吸 热峰 ， 即处理 温度 过 高或 时 间过 长 ， 可 能发 生胶 粉过 度 降解 、 胶 粉 团聚 或 沥 青 老化 行 为 ， 使胶 粉 改性 沥青 的物 化 状
橡胶与沥青的相互作用：溶胀及交联网络演化
４ｈ 出，静置在烘箱 内，待表面沥青滴 落后取 ２ １ 橡胶 厚度 对溶 胀质量增 量 的影 响 取 ． 出擦 干表 面 沥 青 称 重 ¨ ，连 续 跟 踪 测试 ３ 。 ２ｈ 图 １（ ） 所 示 为 不 同厚 度 载 重 车 胎橡 胶 片 ａ
实验 中 ，橡 胶 块 的 质 量 增 量 百 分 比定 义 为 ＭＩ ，
粘度
一
延度
（５ ）／ １℃ ｅｌ ｌ Ｔ
（３＇ １５Ｅ）／ （ ａ ｓ Ｐ． ）
２０ ００，称 取 １ ０ｍｇ左 右 试 样 ，升 温 速 率 为 １ ０
￣／ ｉ ，Ｎ Ｃ ｍ ｎ 流 率 为 ５ Ｌ ｍｉ。试 验 试 样 为 １ ０ｍ ／ ｎ ｍｍ厚 、１０℃沥 青 中分别 浸 泡 ４ ｈ和 ２ ９ ４ ｈ的橡
分 的含 量 ，并 分 析 了剩 余 沥青 的化学 组成 和流 变
性 能 ，认 为 总的 吸收量 由胶 粉 的性 质 决定 ，而 剩
橡胶 的结 合 与反应 上研 究甚 少 ，因此 ，在研 究 沥 青对 橡胶 溶胀 基础 上通 过测 量溶胀 橡 胶 的平 衡溶 胀 比和质 量损 失率 来反 映沥 青对橡 胶 网络结 构 的 破坏 、通 过 Ｄ Ｃ考察 沥 青 与 橡 胶 相 互 作 用 对 橡 Ｓ
９ ＿ 辫 蟮垡肇 ６鲁 ∞∞ 加 ∞ ∞ ∞ ∞ 加 ｍ
青组 分扩 散到 橡胶∞ 鲫 加 ∞ 册 如 ∞ 加 ｍ 者 的相 网络 结构 中 ，有利 于二
互作 用 。
２ ３ 橡胶 种类 的影 响 ．
一
般 载重 车 胎 胎 面 胶 配 方 中 Ｎ Ｒ含 量 较 高 ，
而轿 车轮 胎 胎 面 胶 中 Ｓ Ｒ 含 量 较 高 ，不 同 的硫 Ｂ
控 制为 ５ Ｌ ｍｉ。在 ５ ０ｏ ０ｍ ／ ｎ ５ Ｃ时改 通人 空气 ，继
溶胀时间对TPS沥青粘度影响性分析
ｉ ｎ ｇ ｔ ｏ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｈｅ ｔ ｒ ｍｏ ｐ ｌ ａ ｓ ｔ ｉ ｃ ｒ ｕ ｂ ｂ ｅ ｒ ａ ｓ ｐ ｈ ａ ｌ ｔ ，ｔ ｈ ｉ ｓ ｐ ａ ｐ ｅ ｒ ｕ ｓ ｅ ｓ ｈ ｉ ｇ ｈ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ｄ ｌ ｏ ｗ ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｍｉ ｘ ｉ ｎ ｇ ａ ｓ
１ ． ０ ／ １ ． ５ ／ ２ ． ０ ／ ２ ． ５ ／ ３ ． Ｏ ｈ ｒ ｅ ｓ ｐ ｅ ｃ ｔ ｉ ｖ ｅ ｌ ｙ，ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｈｅ ｔ ａ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｓ ｗ ｅ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇ ｄ ｅ ｇ ｒ ｅ ｅ ｏ ｎ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ．Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ Ｂ ｒ ｏ ｏ ｋ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｔ ｅ ｓ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｔ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ ｓ ，ｉ ｔ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ ｓ ｔ ｈ ｅ ｖ ｉ ｓ ｃ ｏ ｓ ｉ ｔ ｙ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ｓ ｏ ｆ ｍｏ ｄ ｉ ｉ ｆ ｅ ｄ ａ ｓ ｈ ａ ｌ ｔ ｉ ｎ ｈｅ ｔ ｗ ｈ ｏ ｌ ｅ ｔ ｅ ｍｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｕ ｒ ｅ
ｒ ａ ｎ ｇ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍｅ ｃ ｈ ａ ｎ ｉ ｓ ｍ ｏ ｆ ｃ ｈ ａ ｎ ｇ ｅ ．
关于溶胀法及计算机模拟HNBR三维溶解度参数的研究_刘广永
第40卷第6期2013年6月世界橡胶工业World Rubber Industry 溶解度参数在预测耐化学试剂的渗透性和聚合物之间的相容性，特别在溶剂的选择方面，有着广泛的应用[1-5]。
溶解度参数的概念，首先是由Joel H. Hildebrand [6]提出来的，它被定义为物质内聚能密度的平方根。
经过数年的研究提出了二维，Hansen 三维甚至是四维的溶解度参数[7-8]。
小分子物质的溶解度参数可以直接由蒸发焓计算得出，而大分子聚合物由于尚未达到蒸发所需要的热焓，就已经热分解了，所以，只能用间接法求取大分子聚合物的溶解度参数（如滴定法，气相色谱法，黏度法以及溶胀法等）[9-11]。
本文采用溶胀法测定了氢化丁腈橡胶（H N B R ）的溶解度参数。
与以往溶胀法实验不同的是，文中溶胀试验进行了简化处理，选择3到4组二元混合溶剂对HNBR 进行溶胀试验，然后将所得结果引入计算机软件（H S P i P ）进行处理，得到H N B R 的Hansen 三维溶解度参数值[12-14]，即色散力分量δd ，极性力分量δp 和氢键力分量δh 。
关于溶胀法及计算机模拟HNBR三维溶解度参数的研究橡胶的三维溶解度参数值在橡胶溶剂的选择，高聚物多组分相容性的预测等方面，更具有应用价值。
1 实 验1.1 主要原料HNBR ，牌号：Therban 2568，丙烯腈含量25%，朗盛化学（中国）公司提供；防焦烧交联剂，Luperox231XL-SP ，Arkema 提供；助交联剂：TAIC ，上海景惠化工厂提供；溶剂，均为市售工业品。
1.2 实验方法首先，对HNBR 进行硫化（交联）。
为了减少硫化胶内小分子杂质以及气泡对溶胀试验结果的影响，硫化温度选择145 ℃，并且无其它填料填充。
然后，将其裁切成形状相同、质量为1 g 左右的小圆片。
用氯苯对小圆片进行抽提，除去其中未交联组分，并刘广永1, 裘 文1, 商元元1, 邱桂学1, Martin Hoch 2（青岛科技大学 橡塑材料与工程教育部重点实验室, 山东 青岛 266042;2.朗盛化学（中国）有限公司, 上海 200040）V ol.40 No.6：25～30Jun. 2013摘要：研究了用溶胀法测定，以及计算机程序（HSPiP ）模拟计算氢化丁腈橡胶（HNBR ）的三维溶解度参数值，对比了单溶剂溶胀和混合溶剂溶胀HNBR 得到的三维溶解度参数值。
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》范文
《Superpave沥青混合料动态黏弹性模型及约束试件温度应力试验研究》篇一一、引言随着道路工程的发展，Superpave沥青混合料因其优异的性能被广泛应用于道路建设。
然而，在复杂的路况与多变的气候条件下，沥青混合料的性能表现受多种因素影响，尤其是其动态黏弹性特性和温度应力。
为了更准确地掌握Superpave沥青混合料的性能，本文将对其动态黏弹性模型及约束试件温度应力进行试验研究。
二、Superpave沥青混合料动态黏弹性模型1. 动态黏弹性模型概述沥青混合料的动态黏弹性模型是描述其力学性能的重要工具。
该模型能反映沥青混合料在受外力作用时，其应力与应变之间的动态关系以及材料在反复荷载作用下的变形恢复能力。
2. 模型建立与验证通过采用先进的流变仪对Superpave沥青混合料进行动态剪切流变测试，可以获取其动态剪切模量、相位角等关键参数。
根据测试结果，建立动态黏弹性模型，并利用实际路面的受力情况对模型进行验证和优化。
三、约束试件温度应力试验研究1. 试验设备与原理采用先进的应力控制式或应变控制式的疲劳试验机，通过设置不同的温度和加载条件，模拟道路在不同环境下的应力变化。
约束试件的制作需保证其尺寸精确、形状规则，以便于准确测量温度应力。
2. 试验过程与结果分析在不同温度条件下，对Superpave沥青混合料试件进行加载和卸载操作，记录其应力-时间曲线和应变-时间曲线。
通过分析这些曲线，可以得出沥青混合料在不同温度下的应力响应和变形特性。
同时，结合动态黏弹性模型，进一步研究温度对沥青混合料性能的影响。
四、结果与讨论1. 动态黏弹性模型的应用通过建立的动态黏弹性模型，可以预测Superpave沥青混合料在不同温度和荷载条件下的力学性能，为道路设计和施工提供理论依据。
此外，该模型还可以用于评估沥青混合料的老化性能和耐久性。
2. 约束试件温度应力的影响试验结果表明，温度变化对Superpave沥青混合料的应力响应和变形特性有显著影响。
沥青-橡胶半开级配混合料的设计与试验研究
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试验
研究
配合比方案 13.2
配合比 1
试验
研究
沥青 - 橡胶半开级配混合料的设计与试验研究
Asphalt-Rubber Semi-open Graded Mixture Design and Experimental Investigations
金年喜 /JIN Nianxi1 陈功 /CHEN Gong1 王璐 /WANG Lu2 郭杰斐 /GUO Jiefei2 任民 /REN Min3 （1. 广州市市政实业有限公司 , 广东 广州 510060；
100
配合比 2
100
配合比 3
100
配合比 4
100
表 1 依据 NovaChip C 型混合料的矿料级配和结合料用量进行微调的配合比方案
通过下列筛孔 /mm 的质量百分率 /%
9.5
4.75
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
2.36
1.18
0.6
0.3
0.15
71.6
31.4
24.0
18.5
12.8
9.2
7.8
70.4
31.7
24.2
2. 天津海泰环保科技发展股份有限公司，天津 300384； 3. 上海孙祖望路桥技术研究公司，上海 200092）
摘 要 ：研究将沥青 - 橡胶结合料应用于薄层与超薄罩面半开级配沥青混合料的可行性，按照 NovaChip C 型混合料的矿料级配和结合料用量，测试了以沥青 - 橡胶为结合料的混合料之体积参数和力学性能。试 验结果表明混合料的空隙率和力学试验的指标未能满足规定要求。在分析原因的基础上，提出了一种适合 于具有固 - 液两相材料和高黏度特点的沥青 - 橡胶半开级配混合料设计方法。试验验证的结果表明各项指 标均能满足规定的要求。
SBS在沥青中溶胀行为的研究
SBS在沥青中溶胀行为的研究
张玉军;王仕峰;欧阳春发;张隐西;张勇;赫振华
【期刊名称】《石油沥青》
【年(卷),期】2004(018)004
【摘要】通过溶胀测试,研究了温度、时间、苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物(SBS)结构对溶胀行为的影响.结果表明,在高于SBS的PS玻璃化转变温度时,SBS 的溶胀较明显.线型SBS较星型SBS更容易溶胀,溶胀成分密度接近芳香分的密度.【总页数】4页(P6-9)
【作者】张玉军;王仕峰;欧阳春发;张隐西;张勇;赫振华
【作者单位】上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240;上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240;上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240;上海交通大学高分子材料研究所,上海,200240;上海交通大学高分子材料研究所,上
海,200240;上海浦东路桥建设股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TE6
【相关文献】
1.SBS改性沥青中SBS含量测试方法研究 [J], 孙大权;张立文
2.SBS橡胶粉复合改性沥青混合料在城市小修改造中的应用研究 [J], 宋大伟
3.路面裂缝修复中改性聚氯氨酯与SBS改性沥青物理性能研究 [J], 高尊
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实 验 合成橡胶工业,2010-05-15,33(3):191~193CH I NA SYNTHET I C RUBBER I ND U STRY橡胶与沥青溶胀模型的建立与溶胀参数的确定纪小平1,侯月琴2,韩武民3(1 长安大学特殊地区公路工程教育部重点实验室,陕西西安710064;2 青海大学建筑工程系,青海西宁810016;3 中铁第一勘察设计院集团有限公司,陕西西安710043)摘要:以C rank扩散模型为基础,建立了描述橡胶与沥青溶胀过程的数理方程,提出溶胀系数和最终溶胀量2个溶胀参数,且通过多因子方差分析考察了橡胶种类、温度、沥青标号对最终溶胀量的影响程度。
结果表明,通过模型可计算得出溶胀系数和最终溶胀量;橡胶种类对最终溶胀量的影响最大,温度的影响次之,沥青标号的影响最小;斜交轮胎比子午线轮胎具有更好的溶胀能力,提高温度和沥青标号有助于加速橡胶与沥青的溶胀。
关键词:橡胶;沥青;溶胀系数;最终溶胀量中图分类号:TQ336 1 文献标识码:A 文章编号:1000-1255(2010)03-0191-03随着我国汽车工业和道路建设的迅速发展,带来了大量废旧轮胎引起的环保问题,道路的使用性能也不能满足要求。
将废旧橡胶加工成橡胶粉用于公路建设是解决上述问题的有效途径之一[1-2]。
橡胶粉的掺入能显著改善沥青混合料的低温性能、高温性能、疲劳性能,赋予沥青延长道路使用寿命、降低噪音等优点,在公路应用中具有明显的环保效益和社会效益。
但是,橡胶与沥青之间的作用十分复杂,探索两者相互作用的机理及影响因素对于合理使用橡胶沥青具有重要的意义。
橡胶与沥青的相互作用是一个缓慢的过程,主要包括溶胀、脱硫及降解几种变化。
溶胀是一物理变化过程,即橡胶粉颗粒吸收沥青中轻质油分而使体积变大的过程。
脱硫与降解是一化学变化过程,脱硫是指橡胶粉颗粒中C S发生断裂,造成橡胶颗粒失去部分硫化橡胶的弹性而恢复部分天然橡胶或合成橡胶的柔韧性;降解是指橡胶粉颗粒中C C发生断裂,导致橡胶分子链断裂、相对分子质量降低。
当温度较低、作用时间较短时,橡胶与沥青的作用主要是溶胀,出现脱硫和降解现象的温度需要大于287 [3]。
关于橡胶与沥青之间溶胀的研究已有文献报道,但是因为没有合适的试验方法而无法获得有价值的溶胀数据[4-5]。
本工作以轿车子午胎和轻卡斜交胎为研究对象,以Crank扩散模型为基础,建立了描述橡胶与沥青溶胀过程的数理方程,提出了溶胀系数和最终溶胀量2个溶胀参数,研究了模拟溶胀的实验方法,考察了溶胀参数的影响因素。
1 溶胀理论模型在一个由水与黏结材料组成的系统中,2种互溶物质在接触面上因浓度差的存在可发生分子扩散。
1975年Crank提出了单方向扩散模型[6]: Ct/C =1-(4/ ) [(-1)n/(2n+1)] exp[-D(2n+1)2 2t d/t2]cos[(2n+1) x/t],(1)式中:n为一个整数;t为黏结材料样本的厚度;t d 为扩散时间;x为厚度方向距离中心的距离;C t为t d时刻水分进入黏结材料样本的溶胀量;C 为达到平衡时的溶胀量,即为最终溶胀量。
上述公式成立的假设条件为:(1)水分与黏结材料表面的平衡是瞬间的;(2)黏结材料的厚度与其他2个方向的尺寸相比是很小的,水分沿其他方向的扩散可以忽略不计。
考虑到以下原因,认为上述模型可描述橡胶与沥青的溶胀过程:(1)同水分子向黏结材料扩散一样,橡胶与沥青的溶胀也是由于浓度差引起的物理扩散过程;(2)橡胶与沥青的溶胀是一种收稿日期:2009-05-20;修订日期:2010-01-24。
作者简介:纪小平(1982 ),男,博士研究生。
已发表论文2篇。
物理过程;(3)高温下沥青为流体材料,而橡胶为弹性体;(4)虽然橡胶沥青中所用的胶粉为微小颗粒,而不是单方向扩散模型中规定的薄壁试样,但作为一种刻画橡胶与沥青溶胀过程的影响因素的实验方法是可行的。
式(1)中,整个边缘距中心的距离满足:t x 0,(2)并且初始的溶胀量为0,那么t 时刻的溶胀量满足:(W t -W 0)/W 0=(4D 1/2/ 1/2)(2t d 1/2/t ),(3)式中:W t 和W 0是橡胶试样在t d 时刻和初始时刻的质量。
式(3)表明,试样质量变化率[(W t -W 0)/W 0]与参数2t d 1/2/t 呈线性关系,同时溶胀系数是两者线性关系的斜率函数:K =4D 1/2/ 1/2,(4)式中:K 为溶胀曲线直线段的斜率;D 为溶胀系数。
理论上,每个沥青分子在橡胶中都按照各自速率进行溶胀,这是橡胶分子的组成结构以及各个特定时刻橡胶分子周围的临近分子状态所决定的;而且溶胀不仅依赖于溶胀物质的浓度,还依赖于溶胀过程所涉及的沥青分子溶胀系数分布,以及溶胀过程中橡胶被沥青软化所导致的不断增大的溶胀系数。
2 实验部分2 1 原材料废轮胎,轿车子午胎,天然橡胶质量分数为45 0%,合成橡胶质量分数为55 0%;轻卡斜交胎,天然橡胶质量分数为55 0%,合成橡胶质量分数为45 0%。
90#沥青,新疆克拉玛依石化公司产品;70#沥青,中国海洋石油总公司产品。
2 2 实验方法制备50mm 50mm 1mm 橡胶试样,并称其初始质量。
将橡胶试样置于盛有沥青的金属容器中(沥青量要保证能完全覆盖橡胶试样),然后将金属容器置于精确控温的烘箱中,溶胀温度设定为140 和180 ,在不同时间将容器从烘箱中取出,并取出橡胶试样,用干净的纸、刷子、三氯乙烯清洗数秒,置于干燥的空气中10m i n 后称其质量,然后重新放入容器中。
重复实验过程,当试样质量稳定时停止实验。
3 结果与讨论3 1 溶胀系数和最终溶胀量的测定选定90#沥青和子午轮胎在180 进行溶胀实验,橡胶试样的质量变化率与2t d1/2/t 的关系如图1所示。
可以看出,开始时刻橡胶试样的质量变化率与2t d 1/2/t 呈正比关系,但随着时间的延长,溶胀量趋于稳定。
这是因为随着溶胀过程的深入,沥青中油、蜡等小分子缓慢扩散、渗透,进入橡胶分子链间,橡胶中的沥青浓度不断增大,与外界的浓度差不断缩小,最终使溶胀趋于平衡。
F i g 1 (W t -W 0)/W 0vs 2t d 1/2/t不同实验条件下橡胶与沥青溶胀过程的溶胀系数和最终溶胀量的计算结果如表1所示。
可以看出,斜交胎比子午胎具有更好的溶胀能力,提高温度和沥青标号有助于加速两者的溶胀。
Tab l e 1 Swelling coeffici ent and fina l s w elli ng am ount a tdifferent experi m enta l conditionsTest Te m perat ure/M ar k numb erof as phalt Rubber typ e D 10-7/(mm 2 s -1)C /%118090#Rad i a l ti re 22 4188 1218090#Diagonal tire 31 50130 2318070#Rad i a l ti re 15 6081 6418070#Diagonal tire 26 50103 8514090#Rad i a l ti re 8 2874 2614090#Diagonal tire 9 86100 1714070#Rad i a l ti re 7 7971 3814070#Diagonal tire8 1295 53 2 多因子方差分析为了分析各种因素对溶胀量的影响程度,采用考虑有交互作用的多因子方差分析进行研究,试验因素及水平见表2,其中因素A 为温度,因素B 为沥青,因素C 为橡胶种类。
按有交互作用的192 合 成 橡 胶 工 业 第33卷正交设计方法列出正交分析表(见表3)。
经计算得到最终溶胀量的方差分析结果如表4所示。
Tabl e2 Test facto rs and levelsFactor Level1Level2A180 140B90#70#C Rad ial ti reD i agon al ti reTable3 O rthogonal ana lysisTest A B A B C A C B C C /% 111111188 1 2111222130 2 312212281 6 4122211103 8 521211174 2 6212222100 1 722112271 3 822121195 5Table4 Variance analysis o f CE rror st e m Sum of squareof deviati onFreedo mdegreeM ean squaredevi ati onF-val u eA489 81489 859 1B204 01204 024 6A B80 6180 69 7C1635 911635 9197 3A C58 3158 37 0B C58 3158 37 0E rror8 2918 29Sum of error2535 47设定置信区间为95%,则a为0 05,查表得F0 95(1,1)为161[7]。
由表4可知,因素C的F值大于161,说明橡胶种类对溶胀量有显著的影响;而A B、A B、A C的F值都小于161,说明因素的交互作用不明显。
通过比较A、B、C的F值可知,橡胶种类对溶胀量的影响最大,温度的影响次之,沥青标号的影响最小。
4 结 论橡胶与沥青的溶胀过程可用C rank扩散模型描述,通过此模型可计算得出溶胀系数和最终溶胀量,且通过多因子方差分析表明橡胶种类对最终溶胀量的影响最大,温度的影响次之,沥青标号的影响最小;斜交胎比子午胎具有更好的溶胀能力,提高温度和沥青标号能加速两者的溶胀。
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