SBS改性乳化沥青能够抗高温的原因主要归功于SBS(苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物)的独特结构和其在沥青中的物理化学作用。以下是具体机制:
1. SBS聚合物的三维网络结构
SBS是一种热塑性弹性体,由硬段(苯乙烯嵌段)和软段(丁二烯嵌段)组成。在沥青中,苯乙烯嵌段通过物理交联形成微区(类似“物理交联点”),而丁二烯嵌段提供柔韧性。这种结构在高温下能保持一定的强度,抑制沥青的流动变形。
2. 高温稳定性提升
弹性恢复能力:SBS的弹性网络在高温下可吸收部分应力,减少沥青的塑性变形。即使温度升高,网络结构仍能部分维持,延缓沥青软化。
黏度调节:SBS改性后,沥青的黏度随温度变化更平缓(更高的复数模量),高温时黏度下降幅度减小,从而减少车辙风险。
3. 乳化体系的协同效应
乳化沥青中的水相在施工后蒸发,形成SBS-沥青连续相。若乳化工艺得当(如高压剪切分散),SBS能均匀分布在沥青中,形成稳定的改性网络,避免高温下局部弱点的产生。
4. 化学稳定性
SBS与沥青的相容性通过改性剂(如相容剂、稳定剂)进一步优化,防止高温时相分离。部分SBS还可能发生轻度交联(如通过硫磺或过氧化物),增强高温耐久性。
5. 微观形态的耐热性
在电子显微镜下,优质的SBS改性沥青呈现均匀的“海-岛”结构,SBS形成连续或互穿网络。这种结构在高温下更难被破坏,相比未改性沥青的单纯黏性流动更具抵抗力。
6.实际应用中的表现
在夏季高温或重载路段,SBS改性乳化沥青混合料能显著减少车辙(可降低50%以上),因其软化点可提升至80℃以上(普通沥青约45℃),同时保持低温抗裂性。
综上,SBS改性乳化沥青的抗高温性能是物理交联网络、流变学改进和工艺优化的综合结果。