光致沥青自修复材料的制备与性能研究长安大学年硕士论文

【摘要】：沥青路面在服役期间受到车辆荷载与外界环境的反复作用下会产生裂缝、松散等病害,当损伤程度逐步扩大到一定程度后严重影响车辆的通行质量。本文研究的自修复剂能够在裂缝发展初期,利用三硫代碳酸酯交联聚合物在紫外光照射激发下发生重排反应使裂缝修复,从而有效地抑制裂缝的进一步扩张,实现沥青自修复效果。主要的研究结论如下:()制备了三种自修复剂(均为三硫代碳酸酯交联聚合物),其自修复机理是在紫外光激发下,自修复剂中的三硫代碳酸酯基元结构中碳硫双键的能量转移到碳硫单键上而使其断裂产生硫自由基与碳自由基,不同分子之间的这两种自由基重新连接,以此发生重排反应,分子链交错形成网状结构,实现裂缝的修复。并通过三硫代碳酸酯二元羧酸与三硫代碳酸酯二元酸酯的反应验证了修复机理。()对自修复材料进行了表征分析:红外光谱分析与核磁共振分析完成了对合成自修复剂过程中涉及的自修复材料分子结构的基本鉴定,表明其分子结构中均含有三硫代碳酸酯基元结构;三种三硫代碳酸酯交联聚合物的热重分析表明其热稳定性较好,能够很好的适应道路应用环境。()考虑到沥青裂缝的大小形态对其自修复速率所造成的尺寸效应,提出一种自修复评价指标:采用形状、裂缝面积相近(修复前对照组中的沥青裂缝面积大小的变异系数均应小于%)的沥青裂缝作对比试验,利用未修复前与修复后沥青裂缝面积的变化率来评价修复剂的自修复效果。利用此评价指标进一步优化了三硫代碳酸酯交联聚合物的制备条件:偶氮二异丁腈引发、紫外光照射引发、高温℃引发这三种方法中偶氮二异丁腈引发为最优引发方法;最优引发方法的最佳用量为偶氮二异丁腈/三硫代碳酸酯交联剂(/)=.;丙烯酸正丁酯、甲基丙烯酸甲酯、苯乙烯这三种聚合单体中丙烯酸正丁酯为最优聚合单体;最优聚合单体的最佳掺量为丙烯酸正丁酯/三硫代碳酸酯交联剂(/)=。()所合成的三硫代碳酸酯交联聚合物作为自修复剂对沥青的低温性能、施工性能、抗老化性能均有一定的改善作用,对沥青的高温性能略有不利影响。