تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری-بخش ششم

تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری-بخش ششم
Share

تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری-بخش ششم

تأثیرات نانو مواد بر روی قیر پایه و قیر اصلاح‌شده و بررسی سازوکار آن

 ثبات و سازگاری

سازگاری کلی مواد یکی از عوامل اصلی و شرط لازم برای هر پراکنش و ثبات کامپوزیت است. درنتیجه، دانشمندان به‌طورجدی در این زمینه فعالیت داشته و از تکنیک‌های مناسب برای تهیه نانو مواد یکنواخت و پراکنش پایدار آن‌ها در آسفالت استفاده می‌کنند. متأسفانه، نانو مواد می‌توانند به سهولت با یکدیگر تجمیع شده که منجر به بروز تفکیک نقطه‌ای در ترکیب می‌شود. این امر باعث تشکیل ریزساختارهای ناهموار در کامپوزیت شده که باعث تحریف میدان نیرو و سرانجام تأثیرگذاری بر جنبه‌های مثبت نانو مواد و بروز اثرات منفی می‌شود. عدم پراکندگی نانو مواد افزوده‌شده در حالت یکنواخت برای یک دوره طولانی ممکن است بر ریزساختارهای کامپوزیت تأثیر نامطلوب گذاشته و منجر به تغییرات تدریجی چه در طول فرآیند نقل‌وانتقال و ذخیره‌سازی و یا در زمان به‌کارگیری آن در آسفالت شود. وجود چنین شرایطی قابل‌قبول نمی‌باشد.

به‌منظور ترویج پراکندگی نانو ذرات رس ارگانیک MMT در قیر اصلاح‌شده پلیمری، Filippo Merusi تحقیقاتی را انجام داد. وی نتیجه‌گیری کرد که میزان نانومتری می‌تواند با فاز مایع مالتنیک قیر تعامل داشته و منجر به گسترش اثر آن بر مرحله انتقال شود. حضور رس و مخلوط کردن متوالی از عوامل اصلی است که خواص نهایی ترکیب را کنترل می‌کند. در مورد اختلاط نوع P، یک بهبود قطعی در خواص مکانیکی ثبت‌شده ولی رفتار رئولوژیکی کمی شبیه به ترکیب دوتایی قیر/SBS (قیر اصلاح‌شده پلیمری رایج) است. با اختلاط نوع N، رس تأثیر مؤثر و اساسی بر ساختار درونی و رئولوژی قیر دارد. در این مورد، حضور رس، عمیقاً باعث تغییر تعادل بین فاز غنی از پلیمر و فاز غنی از آسفالت شده که باعث افزایش سازگاری بین دو فاز می‌شود.

به منظور افزایش پراکندگی ذرات رس ارگانیک MMT در قیر اصلاح‌شده پلیمری، سعید صادق پور و همکاران اعلام کردند، هنگامی‌که مقدار SBS/OMMT در کامپوزیت سه‌گانه به نسبت ۱۰۰/۵۰ باشد، پایداری ذخیره‌سازی ترکیب، بهبود چشمگیری دارد. با افزایش نانو رس، تفاوت نقطه نرمی در بالا و پایین لوله آلومینیومی کم‌تر می‌شود اما به دلیل ته‌نشینی ذرات OMMT، تفاوت در نقطه نرمی با افزایش نسبت SBS/OMMT به میزان ۱۰۰/۶۵ و بیش‌تر، منفی می‌شود. در مقادیر بالاتر از SBS/OMMT= 100/50 رسوبات نانو ذرات در بخش انتهایی لوله جمع شده، درنتیجه نقطه نرمی بخش پایینی افزایش می‌یابد؛ بنابراین، این‌گونه می‌توان نتیجه‌گیری کرد که نسبت SBS/OMMT یک پارامتر مهم در دستیابی به پایداری ذخیره‌سازی دمابالای آسفالت اصلاح‌شده با SBS است. درنتیجه نسبت مناسب SBS/OMMT معادل ۱۰۰/۵۰ بوده‌ و مقادیر بیش‌تر آن نامناسب است. در مقیاس نانومتری، نیروهای براونی و فعل‌وانفعالات مولکولی نیروهای غالب هستند. شکل شماره ۳ نشان‌دهنده دو نوع ساختار Intercolation و Exfosion پلیمر با نانو رس است.

تأثیرات نانو مواد

شکل ۳    نمودار شماتیک قیر اصلاح‌شده با SBS/OMMT

به‌منظور افزایش پراکنش نانو ذرات دو نوع مختلف نانو رس ارگانیک (cloisite 6A و cloisite 25A) در پلی متیل پنتن Santosh D، Wanjale و همکاران، نانو کامپوزیت PMP و رس را به‌طور موفقیت‌آمیزی با استفاده از روش ذوب Intercolated تهیه کردند. دو رس ارگانیک برای تسهیل در تداخل پلیمر استفاده‌شده است. از نتایج حاصل از پراش اشعه ایکس (XRD) می‌توان نتیجه گرفت که برای هر دو نوع رس، ساختارهای نانو کامپوزیت تشکیل‌شده به‌صورت Intercolated، disordered و تا حدودی exfoliated است. این اثر تقویتی به‌وسیله بهبود مدول ذخیره‌سازی در طیف وسیعی از درجه حرارت‌ها بررسی و اثبات‌شده است. اثر روس بر نانو کامپوزیت در پاسخ دینامیکی نانو کامپوزیت ظاهر می‌شود. میزان افزایش در مدول ذخیره‌سازی به‌طور قابل‌توجهی برای نانو کامپوزیت تهیه‌شده با استفاده از رس ۲۵A بالاتر بوده و نسبت با نانو کامپوزیت با بیس رس ۶A سازگارتر است. نتایج پژوهش حاضر نشان داد که نانو کامپوزیت با بیس رس ۲۵A خصوصیات بهتری را به نمایش می‌گذارد. از این مشاهدات می‌توان نتیجه گرفت که با انتخاب یک سازگار کننده با نقطه نرمی و نقطه ذوب بالا، ترکیب خوبی از خواص با توجه به پلیمر اولیه به دست می‌آید. افزایش غلظت نانو رس در آسفالت باعث بهبود حساسیت دمایی آسفالت و همچنین افزایش مدول ترکیب و کاهش زاویه فازی می‌شود.


برای مشاهده ادامه مطالب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید:

تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری-بخش هفتم

 


برای مشاهده اولین مطلب درباره این موضوع برروی لینک زیر کلیک کنید: 

تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری

تأثیرات نانو مواد بر روی خواص قیر معمولی و قیر اصلاح‌شده پلیمری-بخش ششم
۵ (۱۰۰%) ۴ votes

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *