اثر افزودنی های پلیمری و دمای فرآیند بر روی خواص فیزیکی کامپوزیت های مبتنی بر قیر
چکیده
قیر اصلاح شده پلیمری(PMB) یک چسبی است که با قرار دادن پلیمر در قیر با ترکیب مکانیکی یا واکنش شیمیایی بدست می آید. این مطالعه به بررسی اصلاح قیر با سه نوع پلیمر(LDPE, EVA, و SBS) در حضور پر کننده(CaCO3) می پردازد. خواص مورفولوژیکی، مکانیکی، رئولوژیکی و رسانایی گرمایی PMBs توسط میکروسگوپ الکترونی رویشی، تست کشش، شاخص جریان مذاب و روش سیم داغ تحلیل شده است. نتایج نشان می دهد که خواص فوق الذکر PMB تحت تاثیر ماهیت پلیمر وقیر و ترکیب آن قرار دارد. خواص مکانیکی کامپوزیت های تهیه شده در دما های مختلف، تفاوت های اندکی را نشان می دهند. به طور کلی، استفاده از پلیمر موجب افزایش مقاومت کششی و مدول یانگ شده و درصد کرنش و مقادیر MFI را کاهش می دهد هم چنین، استفاده از پلیمر موجب کاهش مقادیر هدایت گرمایی کامپوزیت ها می شود.
مقدمه
قیر، که یک فراورده جانبی در تقطیر خلا نفت خام می باشد، یک ترکیب پیچیده از هیدروکربن ها می باشد که از نظر شیمیایی و اندازه مولکولی متفاوت هستند. این اجزای هیدروکربن از ترکیبات مومی الیفاتیک غیر قطبی به ترکیبات اروماتیک قطبی متغیر می باشند.بقیه قیر متشکل از هترو اتم هایی نظیر نیتروژن، اکسیژن و گوگرد است. چسب قیر یک ماده بسیار ضد آب و با دوام است که موجب شده است تا به یک ماده مهندسی ارزشمند تبدیل شود. قیر کاربرد هایی دارد که از تولید اسفالت با سنگریزه ها تا غشای ضد آب در کاربرد های ساختمان و سقف سازی متغیر است. چندین ماده افزودنی برای افزایش عملکرد بایندر ها و چسب های قیر مورد استفاده قرار می گیرند. پلیمر ها از رایج ترین افزودنی ها در اصلاح قیر می باشند. ترکیب پلیمر ها به قیر اثرات قابل توجهی بر روی خواص مهندسی مواد قیری دارد. میزان اصلاح و بهبود درخصوصیات عملکرد بستگی به ماهیت قیر، ماهیت شیمیای پلیمری، دوز آن و سازگاری شیمیایی، وزن مولکولی، اندازه ذرات و نیز شرایط فرایند ترکیب نظیر نوع دستگاه ترکیب/ انتشار، زمان و دما دارد که نقش مهمی در تعیین خواص اسفالت اصلاح شده دارد. اصلاح قیر توسط پلیمر موجب بهبود خواص مکانیکی، افزایش ویسکوزیته و توسعه دامنه حرارتی خدمات و بهبود دوام و پایداری دفورماسیون می شود. ریخت شناسی PMB نتیجه اثر متقابل پلیمر و قیر است که تحت تاثیر ترکیب قیر، ماهیت پلیمر و نسبت قرار دارد. بسیاری از پلیمر ها تا حدودی در ماتریکس قیر نامحلول می باشند که منجر به ترکیب ناخالص هر دو فاز می شود. این فاز ها یا به شکل پیوسته بوده و یا این که بسته به ماهیت پلیمر به صورت انحلالی می باشند این هم چنین تحت تاثیر غلظت و قابلیت آماس با مولکول های مالتن قرار دارد.پلیمر با مالتن آماس پیدا می کند که یک بخش با وزن مولکولی پایین قیر است طوری که فاز قیر باقی مانده در اسفالتن ها غنی سازی می شود که یک بخش وزن مولکلی بالای قیر است. این موضوع زمانی مشاهده می شود که الاستومر ها و ترموپلاستیک ها نظیر اتیلن وینیل استات،استایرن بوتادئین، پلی اتیلن با چکالی پایین و غیره با قیر ترکیب می شوند.
ABSTRACT
Polymer modified bitumen (PMB) is a binder obtained by the incorporation of polymer into the bitumen by mechanical mixing or chemical reaction. This study deals with the modification of bitumen with three types of polymers (LDPE, EVA, and SBS) in the presence of filler (CaCO3). The morphological, mechanical, rheological properties, and thermal conductivity of the PMBs have been analyzed by scanning electron microscopy, tensile testing, melt flow index (MFI) measurements and hot wire method, respectively. The results indicate that the abovementioned properties of PMBs are influenced by polymer and bitumen nature and its composition. The mechanical properties of composites prepared at different temperatures exhibit small differences. In general, the inclusion of polymer increases tensile strength and Young’s modulus and reduces percentage strain and MFI values, also, polymer inclusion reduces the thermal conductivity values of the composites.
INTRODUCTION
Bitumen, which is a byproduct in vacuum distillation of crude oil, is a complex mixture of hydrocarbons, varying both chemically and in molecular size. These hydrocarbon components change from the nonpolar aliphatic wax compounds to highly polar condensed aromatics. The rest of the bitumen consists of heteroatoms such as nitrogen, oxygen, and sulfur.1–3 Bitumen binder is readily adhesive, highly waterproof, and durable making it a valuable engineering material. Bitumen has uses that range from the construction of the pavements of roads with an aggregate to waterproofing membrane in roofing and structural applications.4,5 Several additives are being used to increase the performance of bitumen binders. Polymers are most widely used additives in bitumen modification. Mixing polymers into bitumen has important consequences on the engineering properties of bituminous materials. The extent of modification and the improvements in the performance characteristics will depend on bitumen nature, polymer chemical nature, its dosage and chemical compatibility, molecular weight, particle size, as well as blending process conditions such as type of mixing/dispersing device, time and temperature play important role in determining the modified asphalt properties.6 Bitumen modification by polymers improves its mechanical properties, increases the viscosity, and allows an expansion of temperature range of service and the improvement of the deformational stability and durability.7,8
چکیده
مقدمه
مواد و روش ها
مواد
تهیه قیر های اصلاح شده با پلیمر
تست های کششی
اندازه گیری های MFI
هدایت گرمایی
تحلیل میکروسکوپ الکترونی رویشی
نتایج و بحث
تحلیل مورفولوژیکی
خواص مکانیکی
خصوصیات جریان
رسانش گرمایی
نتیجه گیری
ABSTRACT
INTRODUCTION
MATERIALS AND EXPERIMENTAL
Materials
Preparation of polymer-modified bitumens
Tensile tests
MFI measurements
Thermal conductivity
Scanning electron microscopy (SEM) analysis
RESULTS AND DISCUSSION
Morphological analysis
Mechanical properties
Flow characteristics
Thermal conductivity
CONCLUSIONS
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه