SBS改性沥青

SBS改性沥青是以基质沥青为原料，加入一定比例的SBS改性剂，通过剪切、搅拌等方法使SBS均匀地分散于沥青中，同时，加入一定比例的专属稳定剂，形成SBS共混材料，利用SBS良好的物理性能对沥青做改性处理。

组成结构编辑

SBS属于 类热塑性弹性体，是 —丁二烯— 三嵌段共聚物， SBS中聚苯乙烯链段和聚丁二烯链段明显地呈现两相结构，聚丁二烯为连续相，聚苯乙烯为分散相，使其具有2个玻璃化转变温度， 个玻璃化转变温度(Tg1)为-88~-83℃， 个玻璃化转变温度(Tg2)为90℃，在Tg1~Tg2之间端基聚苯乙烯聚集在一起形成微区分散于聚丁二烯连续相之间，起到物理交联、固定链段、硫化增强及防冷流作用，具有硫化橡胶的高弹性和抗疲劳性能，当温度升至Tg2时，聚苯乙烯相软化和流动使得SBS具有树脂流动加工性。这种两相分离结构使其能与沥青基质形成空间立体网络结构，从而有效地改善沥青的温度性能、拉伸性能、弹性、内聚附着性能、混合料的稳定性、耐老化性等。在众多的沥青改性剂中，SBS能够同时改善沥青的高低温性能及感温性能，使其成为研究和应用 多的品种，SBS改性沥青目前占全球沥青需求量的61%之多 ^[1]  。

SBS改性沥青主要特性

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1.温差较大的地区有很好的耐高温、抗低温能力

2.有较好的抗车辙能力，其弹性和韧性好

3.提高了路面的抗疲劳能力，特别是在大流量、超载严重的公路上具有良好的应变能力，可减少路面的 变形

4.粘结能力特别强，能明显改善路面遇水后的抗拉能力，并极大地改善了沥青的水稳定性

5.提高了路面的抗滑能力

6.增强了路面的承载能力

7.减少路面因紫外线 而导致的沥青老化现象

8.减少因车辆渗漏柴油、机油和汽油而造成的破坏

SBS改性沥青生产工艺

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一般来说，沥青的SBS改性需要经过溶胀、剪切、发育三个过程。

对于SBS改性沥青体系来说，溶胀与相容存在密切关系，溶胀大小直接影响了相容性的好坏，如果SBS在沥青中无限溶胀，则体系变成完全相容。溶胀行为与改性沥青生产、加工工艺和高温贮存稳定性等有密切的关系。 随着温度升高，溶胀速度明显加快，在高于SBS的PS玻璃化转变的熔融加工温度溶胀明显。另外SBS的结构对溶胀行为有明显影响：星型SBS的溶胀速度较线型的慢。相关计算表明，SBS溶胀成分的密度集中在0.97一1.01g/cm3之间，接近芳香酚的密度。

剪切是整个改性过程中中关键的一步，往往剪切的效果会影响 终的结果。胶体磨是改性沥青设备的核心，它处于高温、高速运转的环境下，胶体磨的外层为夹套结构，设有循环保温系统，同时起减震和降低噪音的作用，胶体磨内部为带有一定数量齿槽的环状动盘和环状定盘磨刀，间隙可以调整，物料粒度的均匀性和胶溶效果由齿槽的深度、宽度及磨刀的数量、形成结构的特定工作区域来决定。随着动盘高速旋转，改性剂受到强大的剪切和碰撞而不断分散，将颗粒磨细，与沥青形成混溶的稳定体系，达到均匀共混的目的。充分溶胀后，SBS与沥青混合均匀，研磨颗粒越小，SBS在沥青中的分散程度越高，改性沥青的性能越好。一般为了达到比较好的效果，可以进行多次研磨。

改性沥青的生产 后都要经过发育的过程，研磨后，沥青进入成品罐或者发育罐，温度控制在170-190℃，在搅拌器的作用下进行一定时间的发育过程。在这个过程中往往加入某种改性沥青稳定剂来提高改性沥青的储存稳定性。

SBS改性沥青生产机理

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沥青的化学组成结构与沥青胶体结构、物理性能、流变性能的关系相当复杂，沥青改性是通过改善沥青体系的内部结构实现对沥青物理性能的改善的。

改性沥青相容体系的稳定性有两个含义，一个是体系的物理稳定性，即在热储存过程中聚合物颗粒与沥青相不发生分离或离析；另一个是化学稳定性，即在热储存过程中随时间的增加改性沥青的性能不能有明显的变化。改性沥青的相容性和稳定性，都需要通过基质沥青和聚合物间配伍性研究及加入适宜的助剂实现。

沥青与聚合物混合形成相容体系，改善了沥青的使用性能。根据沥青的改性原理，不论是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后分布在沥青中，还是聚合物吸附了沥青中的油分溶胀后形成连续相，沥青重组分分布在聚合物相中，都是因为聚合物的存在改善了沥青的高、低温性能，并且后者在更大程度上反映了聚合物的特性，因此，聚合物吸附沥青中的油分形成连续的网状结构，是 限度发挥聚合物改性作用的关键。

改性沥青网状结构形成的一种说法是聚合物吸附、溶胀、发生相转化的过程。在聚丙烯改性沥青过程中，高温下的聚合物吸附沥青中的油分，并溶胀体积扩大，链扩展，当聚合物的量达到一定值时，溶胀后聚合物的体积达到连续相所需要的体积时，体系发生相转化，聚合物由分散相转化为连续相，沥青球形颗粒分布在聚合物连续相中。

改性沥青网状结构的形成的 种说法是聚合物缠绕沥青 结构的过程。这一说法的前提是基质沥青 结构的存在。这种说法认为，基质沥青中缩合度较强的芳香环具有带正电荷和负电荷的极性部分，这种分子的存在使得基质沥青体系具有了像蛋白质、尼龙一样的棒状类似聚合物的结构，这种结构赋予了沥青一定的弹性，沥青中的中性部分分散在棒状结构中，使体系的粘度增加。当体系加热时，这种棒状结构被破坏，当然这种破坏是可逆的 ^[2]  。

沥青经SBS改性后，没有改变自身及沥青分子的化学结构单元，改性过程以物理改性为；SBS易吸收沥青中的饱和分发生溶胀，溶胀后的SBS极性更接近胶质； SBS与沥青组挤的部分相容性改变了沥青组分分布，从而影响沥青的相态转变；沥青组分对聚合物粒子的充分溶胀和聚合物粒子对沥青组分的良好吸附是对沥青进行聚合物改性、提高沥青性能的基础，沥青组分对聚合物粒子的溶胀和聚合物粒子对沥青组分的吸附是一个动态的过程，这种动态过程会对聚合物改性沥青的空间三维网状结构产生很大的影响，进而影响其性能 ^[3]  。