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氧化沥青知识介绍

发布日期:2023-02-21 点击:130

改革开放以来中国的经济一直保持着高速的增长,公路交通建设更是突飞猛进,我国沥青生产企业也得到了迅猛发展。尤其是沥青的多种品种实现了由无到有、由小到大、由少到多的质的飞跃,为我国建设做出了巨大贡献。今天我们就来了解一下氧化沥青

一、沥青的介绍

经济飞速发展的今天,沥青制品应用越来越广泛的同时,对沥青的要求也越来越高。沥青是一种暗褐色至黑色的有机凝胶材料,由一些复杂的碳氢化合物及其非金属衍生物组成的混合物,能溶于苯或二硫化碳等溶剂,常温下为固态、半固态或液体。

对于其结构组成,近年来常采用L·W·科尔贝特的方法将沥青的组成按照饱和分、芳香分、胶质和沥青质四个组分:

饱和分:是一种非j性油分,相对分子质量在300至1000左右,主要时含直链和支链的烷烃和环烷烃的混合物,在沥青中的含量一般为5%~20%。

芳香分:在沥青四组分中分子量低,主要为混合烷烃与芳香烃化合物,通常是黄红色粘稠液体,相对分子质量约为500~2000,在沥青中的含量一般为40%~65%。

在沥青中饱和分和芳香分统称为油分,在沥青胶体结构中,这两者一起构成了连续相,是胶质-沥青质胶胞内能稳定分散其中,是胶溶沥青质分散介质的主要部分。由于油分的相对分子质量较小和油分对沥青质的分散作用,因此油分越多,分子质量大的重质组分越少,沥青软化点越低,针入度越大。

胶质:也称为树脂,有很强的j性,相对密度在1.00附近,相对分子质量在1000至2000之间或更大一些,其在沥青中含量一般为15%~30%。胶质的分子结构中含有相当多的稠环芳香族和杂原子的化合物,在沥青中属于强j性组分,是沥青质的扩散剂和胶溶剂。胶质对沥青的比例在一定程度上决定沥青胶体结构的类型。由于胶质的强j性,使得沥青由良好的塑形和粘附性,能够提高沥青的延度。

沥青质:是复杂的烷烃类物质,有很强的j性,相对密度大于1,相对分子质量一般都在1000以上,在沥青中含量一般为5%~25%。沥青质的存在对沥青的感温性和耐热性都有正面的影响,且在高温时仍有较大的黏度。沥青质含量多少影响这沥青的流变特性,沥青质含量增加沥青粘度提升,软化点上升,针入度下降。

然而沥青是一个均相的混合体,有沥青质胶胞形成胶体,构成分散相的胶胞主体,胶质吸附在沥青质周围是胶胞胶溶,稳定分散在有饱和分和芳香分形成的连续相中。四个组分也只是人为对其结构的一种分类方式,其中任何一个组分的变化都会打破均相的平衡,对沥青的性能造成影响。

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沥青的应用

原油减压蒸馏得到的渣油是生产沥青的主要原料,渣油中含有较多的油分,性能上表现为温度敏感性大,软化点低,针入度大。如何改进渣油生产工艺,以提高成品沥青的性能,来满足不同行业的不同需求。当下生产沥青的方法中,应用基础的方法的就是氧化法。

二、什么是氧化沥青

氧化沥青或氧化法的原意是指空气吹制沥青。是把软化点低,针入度大及温度敏感性大减压渣油或溶剂脱沥青或两者的调和物,在一定的温度条件下通入空气,使其组成发生变化,使成品的软化点升高,针入度及及温度敏感度性减小,可以达到所需要点沥青规格指标和使用性能要求,是生产道路沥青、建筑沥青及其他专用沥青的一种重要方法。这个过程所发生的不只是氧化反应,而是一个十分复杂的多种反应,称氧化法和氧化沥青是为了适应称呼上的习惯。

氧化法生产过程中,渣油中的饱和分结构稳定,基本不发生反应;芳香分和胶质中的分子量小的物质与氧反应,碳-碳键与氧反应,将短链小分子扩链结合,成生成含羟基(-OH)、羧酸基(-COOH)以及羰基(>C=O)以及酯基(-COO-)等大分子化合物;而羧酸基(-COOH)以及羰基(>C=O)以及酯基(-COO-)能够连接两个不同的大分子生成分子量更高的物质,使得沥青中的沥青质含量增加;而大分子胶质进一步氧化成为沥青质成分。综合起来,氧化法生产沥青使得渣油中胶质、芳香烃和饱和分总量下降,沥青质和沥青胶团增加,使得成品沥青软化点升高,针入度下降,脆点升高。总的来说就是使沥青中小分子量的组份进行扩琏成为线性大分子量的组份,使沥青中组份的相对分子量的区间要窄些,活性物质相对小些。沥青的性能更加稳定。


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