埃及废弃聚苯乙烯改性沥青提升抗车辙性能-日本东京一区二区免费|国产一区二区三区不卡催乳

埃及苏伊士El-Nasr石油公司生产的AC 60/70级基质沥青作为研究对象，结合来自食品包装的废弃聚苯乙烯（PS）泡沫，通过两步化学改性工艺制备出接枝胺化聚苯乙烯（PS-g-AM）。该研究证实，经过丙烯酸接枝和二乙烯三胺酰胺化处理后的废弃聚合物，能显著提升沥青的高温稳定性、弹性恢复率及储存稳定性，为废旧塑料在道路工程中的高值化应用提供了可行的技术方案。

废弃聚苯乙烯因其低密度、难降解及非极性刚性结构，直接掺入沥青中常导致相容性差、储存不稳定及低温脆裂等问题，往往仅表现为刚性填料而非弹性改性剂。为解决这一痛点，研究团队采用化学接枝策略：首先将10克废PS溶解于二中，加入引发剂及7克丙烯酸单体，在90°C下反应2小时生成PS-g-AA；随后在硼酸催化下，与二乙烯三胺在140°C反应2小时，Zui终获得具有两亲性结构的PS-g-AM。傅里叶变换红外光谱（FTIR）和核磁共振（1H-NMR）分析证实，羧基成功转化为酰胺基团，聚合物链上引入了能与沥青极性组分形成氢键的活性基团。

在改性沥青制备环节，将3%、5%、7%和10%（质量分数）的PS-g-AM加入165°C熔融沥青中，以4000 rpm高速剪切混合0.5小时。微观形貌测试显示，未改性PS与沥青界面清晰，呈现不相容特征；而PS-g-AM改性沥青在纳米尺度下表面粗糙度显著增加（Ra从4.58 nm升至21.91 nm），表明极性基团与沥青中的树脂和沥青质发生了强烈的物理化学相互作用，形成了稳定的网络结构。这种非共价键的氢键作用有效改善了应力传递效率，避免了传统物理共混导致的相分离。

宏观性能测试结果表明，7%掺量的PS-g-AM改性沥青综合性能Zui优。其针入度为48 dmm，显著高于未改性PS改性沥青的23 dmm，说明化学接枝有效平衡了高温刚度与中低温工作性，避免了过度脆化。软化点从50.6°C提升至60°C，针入度指数（PI）由空白样的-0.5跃升至+0.926，表明温度敏感性大幅降低。动态剪切流变仪（DSR）测试显示，高温抗车辙因子G*/sinδ显著提升，PG等级从70级提高至76级，弹性恢复率从25%提升至55%，储存稳定性指标≤0.3，远优于未改性PS的2.5。

对于中国道路材料行业而言，该案例揭示了通过分子设计解决固废沥青改性剂相容性难题的关键路径。国内在废旧塑料回收领域具备规模优势，但直接利用废PS改性沥青常受限于低温性能差和储存稳定性不足。引入接枝共聚技术，特别是构建含极性基团的两亲性结构，可有效激活废弃聚苯乙烯的弹性改性潜力。采购与研发端应关注此类化学改性工艺的成本效益比，以及酰胺化反应对Zui终产品长期耐久性的影响，探索适合本土原料特性的改性剂配方。