التغيرات في الشكل الدقيق ومحتويات العنصر الرئيسي لعينات الإسفلت

الرجاء التواصلoscar.xiao@wecistanche.comللمزيد من المعلومات

الملخص:لتقليل الشيخوخة التأكسدية الحرارية للأسفلت وكمية إطلاق المواد المتطايرة الضارة أثناء بناء رصيف الأسفلت ، تم تطوير عامل مركب جديد مضاد للشيخوخة. نظرًا لأن المواد المتطايرة تم إطلاقها بشكل أساسي من المواد المشبعة والعطريات أثناء الشيخوخة التأكسدية الحرارية للإسفلت ، فقد تم اختيار الجرافيت الموسع (EG) كعامل استقرار لتحميل هيدروكسيد المغنيسيوم (MH) وكربونات الكالسيوم (CaCO3) النانوية لتحضير مقاومة الشيخوخة عوامل المشبعة والعطريات ، على التوالي. تم تمييز الاستقرار الحراري والمكونات المتطايرة المنبعثة من المواد المشبعة والعطريات قبل وبعد الشيخوخة التأكسدية الحرارية باستخدام مقياس الجاذبية الحرارية المتساوي / قياس المسح التفاضلي - اختبار فورييه لتحويل الأشعة تحت الحمراء (اختبار TG / DSC-FTIR).cistanche المملكة المتحدةتشير نتائج الاختبار إلى أن العوامل المضادة للشيخوخة مثل EG / MH و EG / CaCO ، تمنع بشكل فعال تطاير مكونات الضوء في الأسفلت وتحسن الاستقرار الحراري للمشبعات والعطريات. ثم ، نسب EG و MH و CaCO ؛ المضافة في عامل مكافحة الشيخوخة المركب المطور EG / MH / CaCO3 هي 2: 1: 3 بالوزن. يلعب EG / MH / CaCO تأثيرًا تآزريًا في تثبيط الشيخوخة التأكسدية الحرارية للأسفلت ، ويقلل من كمية إطلاق المواد المتطايرة الضارة أثناء الشيخوخة التأكسدية الحرارية بعد EG / MH / CaCO ؛ يضاف إلى الأسفلت بالمحتوى المقترح وهو 10 بالوزن. نسبه مئويه . يلعب دورًا تآزريًا مع MH و CaCO ، الجسيمات النانوية لمنع التفاعلات المتسلسلة ، مما يمنع الشيخوخة التأكسدية الحرارية للإسفلت.

الكلمات الدالة:أسفلت؛ الشيخوخة المؤكسدة الحرارية. عامل مركب مضاد للشيخوخة ؛ مكونات متطايرة ؛ تأثير تآزري

الرجاء الضغط هنا لمعرفة المزيد

1 المقدمة

الأسفلت عبارة عن خليط من المركبات الهيدروكربونية وغير الهيدروكربونية ذات المكونات المعقدة للغاية. الأسفلت هو أحد أكثر مواد الربط المستخدمة على نطاق واسع في هندسة الرصف في الصين. ومع ذلك ، فهي معرضة للشيخوخة أثناء البناء وعمر الخدمة لرصيف الإسفلت. عند تعرضه للحرارة ، وأشعة الشمس ، والأكسجين ، والرطوبة ، يصبح الإسفلت أكثر صلابة ، مما يؤدي إلى سلسلة من مشاكل الرصيف مثل الشقوق ، والحفر ، والحفر ، إلخ. [1]. علاوة على ذلك؛ تكون المركبات العضوية المتطايرة المنبعثة ضارة بالبيئة الطبيعية وصحة عمال البناء عندما يحدث تفاعل الأكسدة الحراري للأسفلت في درجات حرارة عالية [2]. التقادم التأكسدي الحراري موجود في عمليات البناء والخدمة لرصف الأسفلت ، بما في ذلك الخلط ، والرصف ، والدرفلة ، ومرحلة الخدمة [3،4]. وبالتالي ، تم تطوير بعض العوامل الفعالة المضادة للشيخوخة لإطالة عمر خدمة رصيف الأسفلت. كما تم بذل بعض الجهود لتحسين مقاومة الإسفلت للشيخوخة عن طريق إضافة العديد من المعدلات. يعتبر تطوير العوامل المضادة للشيخوخة بشكل عام من وجهة نظر مضادات الأكسدة ومثبتات الضوء ومثبتات الحرارة [5،6]. عادةً ما يتم استخدام أسود الكربون ، ومونتموريلونايت ، ومضادات الأكسدة ، وامتصاص الأشعة فوق البنفسجية (UVA) ، وما إلى ذلك كإضافات لمنع التقادم الحراري والأكسدة الضوئية للأسفلت [6]. تم استخدام مادة نانوية متعددة الأبعاد تتكون من طبقات من السيليكات غير العضوية لتحسين مقاومة التقادم الحراري والأكسدة الضوئية بشكل تآزري [7،8]. Zare-Shahabadi et al. [9] وجد أن إضافة مادة نانوكلاي (nanoclay) تزيد من لزوجة الأسفلت ، وتحسن من خصائص الإسفلت المضادة للشيخوخة ، والتخلف ، والمضادة للتعب. في الآونة الأخيرة ، حظي EG بمزيد من الاهتمام لأنه نوع جديد من مادة الكربون المسامية وله خصائص أعلى في نقل الحرارة والامتصاص [10]. بالمقارنة مع الممتزات الأخرى ، يُظهر EG قدرة أقوى على امتصاص الزيوت وإصلاحها بسبب هياكلها المسامية ، فضلاً عن أداء الحرارة ونقل الكتلة الممتازة [11-13].cistanche wirkungنتيجة لذلك ، يمكن تشتيت EG بشكل أفضل في المواد العطرية والمشبعة والأسفلت. بالإضافة إلى ذلك ، من السهل امتصاص الزيوت والجزيئات العضوية الصغيرة ، وهي مناسبة للاستخدام كناقل للعوامل المضادة للشيخوخة من المواد المشبعة والعطرية [11]. بالإضافة إلى ذلك ، من المعروف أن بُعدًا واحدًا على الأقل من المادة النانوية يقع في نطاق مقياس نانوي يبلغ 1-100 نانومتر. تزداد نسبة عدد الذرات إلى العدد الإجمالي للذرات الموجودة على سطح الجسيمات النانوية التبلورية بشكل حاد مع انخفاض حجم الجسيمات ، مما يؤدي إلى مزيد من التغييرات في خصائص المواد [14]. في السنوات الأخيرة ، تم استخدام المزيد من المواد النانوية غير العضوية كمعدلات للأسفلت [14 ، 15]. غالبًا ما تُستخدم الجسيمات النانوية MH و CaCO لتحسين الاستقرار الحراري لمواد البوليمر [16-18].

يمكن للكيستانش مكافحة الشيخوخة

جسيمات MHnanoparticle ، كنوع من مثبطات اللهب عالية الكفاءة ، لديها ثبات حراري قوي وخصائص قمع الدخان [19،20]. تظهر الجسيمات النانوية MH تأثير الحجم وتأثير الحجم الكمي بعد بلورة النانو ، مما يحسن التوافق بين MH والأسفلت. MH أيضًا له تأثير امتصاص معين [21-23]. بالإضافة إلى ذلك ، فإن MH قلوي ، والذي لا يمكن أن يلعب دورًا فقط في التعبئة ، والامتصاص ، وتحسين الاستقرار الحراري ولكن أيضًا يحيد بعض المجموعات الحمضية أو المنتجات الغازية ، مثل -COOH ، SO2 ، إلخ. [24]. وو وآخرون [25] أضاف MH إلى المركبات المقواة بالألياف الطبيعية ، ووجد أن MH عزز بشكل كبير التوافق بين الألياف ومصفوفة البوليمر ، مما أدى إلى تحسين مقاومة تلف الرطوبة والخصائص الميكانيكية للمركبات ، وتأخير عملية الشيخوخة. Zhu et al. [26] استخدم MH لتعديل أنبوب نانوي بوليمر صغير الحجم لتحسين ثباته الحراري وذكر أن الأنابيب النانوية البوليمرية الدقيقة المعدلة لها تطبيقات محتملة كبيرة كمواد طلاء عازلة للحرارة واعدة لتوفير الطاقة الحرارية.

نانو كربونات الكالسيوم: لديها ثبات حراري أعلى ، وهيكل مجسم مكاني ، بحيث يكون لها تشتت أفضل في المواد البوليمرية [24 ، 26-28]. وفقًا للتقارير السابقة ، فإن إضافة كربونات الكالسيوم والجسيمات النانوية يمكن أن تحسن بشكل فعال الاستقرار الحراري والخصائص الميكانيكية للبوليمر [29].بيوفلافونويدس الحمضياتعلاوة على ذلك ، فإن سطح النانو كربونات الكالسيوم النشط كان محببًا للزيت والماء ، وله توافق جيد مع مكونات الزيت ، مما يمكن أن يحسن أو يعدل الخصائص الريولوجية للإسفلت بشكل فعال [24]. نذير آل. [14] وجد أن أداء الإسفلت المضاد للشيخوخة قد تحسن عن طريق إضافة جزيئات كربونات الكالسيوم النانوية ، وأن محتوى كربونات الكالسيوم أثر على خاصية إجهاد الأسفلت المعدل. شينغ وآخرون. [30] أثبت أن كربونات الكالسيوم ؛ تعمل الجسيمات النانوية على تحسين الاستقرار في درجات الحرارة العالية والقدرة على مقاومة التآكل للأسفلت من خلال آليات تقوية مختلفة. تشاي وآخرون. [18] أشار إلى أن الإسفلت معدل بمقدار 5 وزن. في المئة نانو CaCO3 و 4 بالوزن. معدل SBR في المئة له خصائص متفوقة في مقاومة التمزق والزحف عند درجة حرارة عالية بالمقارنة مع الأسفلت المعدل SBS. في الوقت الحالي ، تهدف معظم عوامل الإسفلت المطورة المضادة للشيخوخة إلى الشيخوخة فوق البنفسجية أو الشيخوخة طويلة الأمد في البيئة الطبيعية ولكنها تتجاهل التأثير الضار للشيخوخة الحرارية المؤكسدة على المدى القصير على متانة رصيف الأسفلت وصحة العمال في البناء المسرح. علاوة على ذلك ، على الرغم من وجود بعض أنواع العوامل المضادة للشيخوخة لتقليل الشيخوخة التأكسدية الحرارية للإسفلت ، فقد تم تطوير عدد قليل من العوامل المضادة للشيخوخة على أساس تطاير المواد المشبعة والعطريات أثناء بناء رصيف الأسفلت. أخيرًا ، تكون تركيبات العوامل المضادة للشيخوخة التي تم تطويرها لتقليل الشيخوخة التأكسدية الحرارية للإسفلت مفردة ، وليست مركبة وفقًا للخصائص الحرارية ومحتويات المشبع والعطريات على مستوى المكونات.

استنادًا إلى دراساتنا السابقة [31] ، تم إنتاج المواد المتطايرة الضارة للإسفلت بشكل أساسي من المواد العطرية والمشبعة بسبب تفاعلات الأكسدة الحرارية القديمة أثناء إنشاء رصيف الإسفلت ، مما أدى إلى آثار سلبية على البيئة البيئية وصحة العمال. لذلك ، فإن الهدف من هذه الدراسة هو أولاً اختيار العوامل المضادة للشيخوخة المقابلة للعطريات والمشبعات بناءً على خواصها الحرارية والمكونات المتطايرة المنبعثة ، على التوالي ، ثم يتم تجميع العوامل المضادة للشيخوخة المختارة وفقًا لمحتويات العطريات و تشبع في الأسفلت. وبالتالي ، تم تطوير عامل مركب جديد مضاد للشيخوخة لمواد الإسفلت لتحسين الاستقرار الحراري وتقليل الشيخوخة التأكسدية الحرارية للأسفلت ، وتقليل كمية إطلاق المواد المتطايرة أثناء بناء رصيف الأسفلت. في هذه الدراسة ، تم اختيار جزيئات MH و CaCO3 النانوية لأول مرة كعوامل مضادة للشيخوخة من المشبع والعطريات ، على التوالي ، مما أدى إلى تحسين ثباتها الحراري وتقليل كمية إطلاق المواد المتطايرة. بعد ذلك ، تم اختيار EG كناقل لـ MH و CaCO: الجسيمات النانوية ، وكذلك المنتجات الغازية الخفيفة الثابتة والممتزة المنبعثة من المشبعة والعطريات في الأسفلت. بعد ذلك ، تمت إضافة EG / MH و EG / CaCO3 إلى المواد المشبعة والعطرية كعوامل مضادة للشيخوخة ، على التوالي. تم تحفيز عملية الشيخوخة المؤكسدة الحرارية للمواد المشبعة والعطرية بواسطة اختبار TG / DSC-FTIR المتساوي الحرارة. تمت مناقشة تأثيرات EG / MH و EG / CaCO3 على الثبات الحراري والمكونات المتطايرة المنبعثة من المشبعة والعطريات من خلال نتائج اختبار TG / DSC-FTIR.

علاوة على ذلك ، تم تطوير العامل المركب المضاد للشيخوخة لـ EG / MH / CaCO3 بناءً على الإجراءات المثبطة لـ EG / MH و EG / CaCO3 على الشيخوخة التأكسدية الحرارية للمشبعات والعطريات. تمت إضافة EG / MH / CaCO3 إلى أسفلت أنيق واستخدم اختبار TG / DSC-FTIR المتساوي الحرارة لتحفيز الشيخوخة التأكسدية الحرارية للإسفلت على المدى القصير. أخيرًا ، تم تمييز تأثيرات العامل المركب المضاد للشيخوخة لـ EG / MH / CaCO3 على الثبات الحراري ، والانبعاثات المتطايرة ، والتشكل ، والمحتوى الأولي للإسفلت باستخدام متساوي الحرارة TG / DSC-FTIR و (المجهر الكهربائي لمسح البيئة - الطاقة اختبار التفريق الطيفي) اختبارات ESEM-EDS. تعمل هذه الدراسة على تطوير عامل مركب فعال مضاد للشيخوخة لمواد الأسفلت لتقليل الشيخوخة التأكسدية الحرارية للأسفلت على مستوى المكونات ، وتحسين متانة رصيف الأسفلت.

2. المواد والأساليب

2.1. مواد 0 Raz

في هذه الدراسة ، تم شراء الأسفلت الأساسي المستخدم بدرجة اختراق 60/80 من شركة California Texas Oil Company ، الولايات المتحدة الأمريكية. تم فصل أجزاء SARA من رابط الأسفلت وفقًا لـ ASTMD 4124-09. كانت محتويات المشبعة والعطريات والراتنجات والأسفلتين 18.4 بالمائة و 40.7 بالمائة و 30.9 بالمائة و 10 بالمائة بالوزن على التوالي.

كمادة ماصة لتحميل MH و CaCO3 لتحضير عامل مركب مضاد للشيخوخة من المشبع والعطريات ، على التوالي. MH و CaCO: تم تعديل السطح بواسطة عامل اقتران silane. معدل تمدد EGis 210 مل / جم. أحجام الحبوب من MHand CaCO ، هي 30-50 نانومتر و 40-80 نانومتر ، على التوالي. نقاء MH و CaCO ؛ كلاهما أكثر من 98 في المائة. تم تلخيص الخصائص الأساسية للإسفلت الأنيق والعامل المركب المضاد للشيخوخة المعدل في الجدول 1.

2.2. إعداد عينة

2.2.1. تحديد جرعة العوامل المضادة للشيخوخة

من المعروف أن EG و nano MH لهما تأثير تآزري جيد عندما كانت نسبة محتواهما 5: 6 بالوزن [32]. عندما كانت نسبة محتوى EG و nano CaCO ، 5:12 بالوزن ، كان فقدان كتلة الأسفلت أثناء التسخين هو الأصغر [33]. وبالتالي ، تم تحديد النسبة المختلطة من EG إلى MH على أنها 5: 6 لإضافتها إلى المشبعة ، وكانت النسبة المختلطة من EG إلى CaCO هي 5:12 لإضافتها إلى العطريات. وفقًا لمحتويات المشبعة والعطريات في الأسفلت ، كانت النسبة المختلطة من EG و MH و CaCO ، في عامل مكافحة الشيخوخة المركب المحضر 2: 1: 3. نتيجة لذلك ، الجرعات المضافة من مشبع EG / MHin ، EG / CaCO3 في العطريات ، و EG / MH / CaCO ؛ في الأسفلت كانت 10 بالوزن. في المئة حسب الدراسة السابقة [23]. كمادة مضافة إلى مسحوق ، تم النظر في تأثيرات العوامل المضادة للشيخوخة المركبة على الأداء الأساسي للإسفلت. الخصائص الأساسية للإسفلت المحتوي على 10 بالوزن. تم اختبار العامل المضاد للشيخوخة في المائة على النحو المنصوص عليه في الجدول 1 ، مما يشير إلى أن مؤشرات الأداء للأسفلت المعدل بعامل مضاد للشيخوخة المركب يفي بالمتطلبات القياسية الفنية.

2.2.2. تحضير العينات المحتوية على عوامل مركبة مضادة للشيخوخة

أولاً ، تم تجفيف 50 مجم EG في فرن تفريغ عند 60 درجة لمدة 5 ساعات. تم تسخين EG المجفف في فرن عند 800 درجة وتمدد لمدة 60 ثانية للحصول على EG الموسع بحجم تمدد يبلغ 210 مل / جم. ثانياً ، تم تخدير الجسيمات النانوية MH و CaCO3 على EG عن طريق التوليف الحراري المائي. تم خلط 10 مجم من EG الموسع مع 12 مجم MH و 24 مجم CaCO3 في الماء منزوع الأيونات ، على التوالي.فوائد cynomoriumبعد ذلك ، تم نقل المحلين المختلطين إلى اثنين من الأوتوكلاف المبطن بالتفلون. تم الحفاظ على الأوتوكلاف عند 120 درجة لمدة 3 ساعات ، ثم تم تبريدها بشكل طبيعي إلى درجة حرارة الغرفة. تم غسل العينات المحضرة ثلاث مرات باستخدام الطرد المركزي بالماء منزوع الأيونات والإيثانول المطلق ، وكذلك تجفيفها في فرن عند 60 درجة للحصول على EG / MH و EG / CaCO3 [34،35]. تم خلط ثلاثين مجم من EG مع 15 مجم MH و 45 مجم من كربونات الكالسيوم في الماء منزوع الأيونات. ثم تم تحضير EG / MH / CaCO3 بتكرار الخطوات المذكورة أعلاه.

ثالثًا ، تم وضع المشبع ، والعطريات ، والأسفلت ، و EG / MH ، و EG / CaCO3 ، و EG / MH / CaCO3 في فرن تجفيف بدرجة فراغ تبلغ 93 ± 1 كيلو باسكال عند 105 درجة لمدة ساعة واحدة. ثم تمت إضافة EG / MH و EG / CaCO3 و EG / MH / CaCO3 تدريجياً في مواد عطرية مشبعة وإسفلت بمحتوى 10 بالوزن. في المائة ، على التوالي ، وكذلك التقليب باستخدام آلة تشتت القص (نوع FM300 ، FLUKO Equipment Co. ، Ltd ، شنغهاي ، الصين) عند 1000 دورة في الدقيقة لمدة 5 دقائق ، تليها سرعة تقليب أعلى تبلغ 4000 دورة في الدقيقة لمدة 20 دقيقة. أخيرًا ، تم استخدام التقليب اليدوي لمنع الفصل وإزالة فقاعات الهواء حتى يتم تبريد العينات المحضرة إلى درجة حرارة الغرفة.

2.3 الطرق

2.3.1. اختبار متساوي الحرارة TG / DSC-FTIR

بناءً على دراستنا السابقة [31] ، تم استخدام نظام اختبار TG / DSC (STA 409 ، Netzsch ، ألمانيا) إلى جانب مقياس طيف FTIR (Nicolet IS10 ، Thermo Scientific ، Grand Island ، NY ، الولايات المتحدة الأمريكية) لتقييم آثار عوامل التأكسد في الشيخوخة التأكسدية الحرارية للمشبعات ، والعطريات ، والأسفلت ، على التوالي. تم وضع ما يقرب من 10 ملغ من العينة في بوتقة الألومينا لنظام اختبار TG / DSC. تم رفع درجة حرارة التسخين إلى 163 درجة من درجة حرارة الغرفة بمعدل تسخين 40 درجة / دقيقة وتم الحفاظ عليها عند 163 درجة لمدة 4 ساعات بناءً على طرق الاختبار القياسية الصينية لخليط البيتومين والبيتومين لهندسة الطرق السريعة [36]. بعد ذلك ، تم إدخال 21 في المائة من الأكسجين و 79 في المائة من النيتروجين بمعدل تدفق قدره 60 مل / دقيقة. وهكذا ، تم إجراء اختبارات الشيخوخة التأكسدية الحرارية لعينات المشبعة ، والعطريات ، والأسفلت لمناقشة التغيرات في فقد الكتلة ، والمحتوى الحراري الحراري ، والمكونات المتطايرة أثناء التسخين المتساوي قبل وبعد إضافة عوامل مقاومة الشيخوخة ، على التوالي. تم استخدام طريقة خط الأساس الخطي لحساب منطقة القمم الماصة للحرارة أو الطاردة للحرارة على منحنى DSC. تم حساب المنطقة بين خط الأساس والذروة الماصة للحرارة أو الطاردة للحرارة على منحنى DSC للحصول على المحتوى الحراري.

في الوقت نفسه ، تم استيراد المواد المتطايرة المنبعثة إلى محلل FTIR المدمج ((Nicolet IS10 ، Thermo Scientific ، GrandIsland ، NY ، الولايات المتحدة الأمريكية) بواسطة غاز التطهير بمعدل تدفق يبلغ 120 مل / دقيقة. تم تسجيل نتائج اختبار FTIR بشكل مستمر لتحديد المكونات المتطايرة المحررة. قبل اختبار متساوي الحرارة الرسمي TG / DSC-FTIR لكل عينة ، تم إجراء معايرة درجة الحرارة والتوازن ، وأجريت التجارب الأولية لفحص التكرار تحت نفس الظروف التجريبية ثلاث مرات. عندما أظهرت النتائج أن تم تراكب منحنيات TG و DSC بشكل مثالي وكانت الأخطاء مقبولة ، وتم إجراء التجربة الرسمية لكل عينة ، لذلك تم تحضير أربع عينات لتوصيف تأثيرات العامل المضاد للشيخوخة على خصائص الشيخوخة المؤكسدة الحرارية للمشبعات والعطريات ، والأسفلت ، على التوالي.

2.3.2 اختبار ESEM-EDS

تميزت التغييرات في الشكل المجهري ومحتويات العناصر الرئيسية لعينات الأسفلت قبل وبعد التقادم المؤكسد المتساوي الحرارة المحاكي أعلاه بواسطة ESEM (نوع Quanta 200 ، FEI ، Grand Island ، NY ، الولايات المتحدة الأمريكية) المجهز بـ EDS. أولاً ، تم تحضير الأسفلت بحجم عينة 1 سم × 1 سم × 1 سم ووضعها على طاولة العينات النظيفة باستخدام مادة لاصقة موصلة. بعد ذلك ، تم رش مسحوق الذهب على عينة الإسفلت وتم تفريغ غرفة المراقبة حتى وصل الضغط إلى -3. 06 × 10-3 باسكال.صفير الصحراءلوحظت عينات الأشكال على الفور باستخدام ESEM ، وتم الكشف عن التركيبات الكيميائية باستخدام EDS. كانت محتويات العنصر الكيميائي متوسط ​​قيم لثلاث نقاط اختبار عشوائية على كل عينة.

3. النتائج والمناقشة

3.1 تأثير الاستقرار الحراري للعوامل المضادة للشيخوخة على المواد المشبعة والعطريات

لمناقشة تأثير العوامل المضادة للشيخوخة المحضرة لـ EG / MH و EG / CaCO3 على الثبات الحراري للمواد المشبعة والعطريات ، أجريت اختبارات TG / DSC-FTIR متساوي الحرارة لمحاكاة الشيخوخة التأكسدية الحرارية عند 163 درجة مئوية لمدة 4 ساعات. .

3.1.1. تأثير الاستقرار الحراري لـ EG / MH على المشبع

منحنيات TG و DSC من المشبعة والمشبعات / EG / MH أثناء الشيخوخة التأكسدية متساوي الحرارة موضحة في الشكل 1.

من منحنيات TG في الشكل 1 ، وجد أن كتلة المشبعة تنخفض مع إطالة مدة الشيخوخة المؤكسدة الحرارية قبل وبعد إضافة EG / MH. معدل تناقص المشبعة / EG / MH أصغر بكثير من المشبعة. يشير هذا إلى أن تفاعل التحلل وتطاير مكونات الضوء في المشبع ينخفض ​​بعد إضافة EG / MH أثناء الشيخوخة التأكسدية الحرارية للمشبعات. وذلك لأن EG / MH يؤدي أدوار الملء والتثبيت في المواد المشبعة ، ولـ EG المسامي أداء امتصاص قوي بحيث يتم امتصاص بعض جزيئات الهيدروكربون قصيرة السلسلة بواسطة EG [12].

نظرًا لأن درجة حرارة التسخين ثابتة ، فإن التغيير في تدفق الحرارة يرجع أساسًا إلى اختلاف درجة الحرارة بين المواد المشبعة وعينات المواد المرجعية. تتقلب منحنيات DSC للمشبعات والتشبع / EG / MH بشكل مستمر عند 163 درجة لمدة 4 ساعات ، والسعة المتغيرة للتشبع أكبر من تلك الخاصة بالمشبعات / EG / MH. يشير هذا إلى أن المكونات المختلفة في المشبعة تشارك في التفاعلات الكيميائية في مراحل تسخين مختلفة أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية للمشبعات. علاوة على ذلك ، تحدث تفاعلات ماصة للحرارة وطاردة للحرارة مكثفة ومعقدة نسبيًا. ويرجع ذلك إلى أن المواد المشبعة عبارة عن مكونات خفيفة في الأسفلت ، كما أن السلاسل الجزيئية الرئيسية والسلاسل الجانبية تتكسر بسهولة في درجات الحرارة المرتفعة لإطلاق الحرارة أو امتصاصها أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية للمشبعات.

بالإضافة إلى ذلك ، تُظهر قيم التدفق الحراري للمشبعات والمشبعات / EG / MH اتجاهًا متزايدًا بشكل عام ، ولكن قيم التدفق الحراري للمشبعات أعلى من قيم المشبعة / EG / MH. يشير هذا إلى أن المشبعة تخضع لتفاعل ماص للحرارة ككل أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية عند 163 درجة لمدة 4 ساعات. لقد وجد أن منحنيات DSC تظهر أن حرارة التفاعل انخفضت بشكل واضح بعد إضافة مشبعة EG / Mein. والسبب هو أن EG يمتص جزيئات الهيدروكربون الصغيرة ويعزل الأكسجين والحرارة ، مما يعيق المزيد من الأكسدة الحرارية. يتم تحميل MH على EG مسامي لإصلاح الجزيئات الصغيرة ، وملء وتثبيت المشبعة [11 ، 23]. تعمل التأثيرات التآزرية لـ EG و MH على زيادة الاستقرار الحراري للمشبعات ، وتضعف التفاعلات الكيميائية ، مما يؤدي إلى انخفاض حرارة التفاعل أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية.

3.1.2. تأثير الاستقرار الحراري لـ EG / CaCO3 على العطريات

تجرى اختبارات متساوي الحرارة TG / DSC على المواد العطرية قبل وبعد إضافة EG / CaCO3 عند 163 درجة لمدة 4 ساعات. منحنيات TG و DSC العطريات والعطريات / EG / CaCO ، أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية ، موضحة في الشكل 2.

من منحنيات TG في الشكل 2 ، يُلاحظ أن المواد العطرية بدون العامل المضاد للشيخوخة لـ EG / CaCO: تظهر اتجاهًا متزايدًا طفيفًا في الكتلة ، بينما تنخفض كتلة العطريات بعد إضافة EG / CaCO3 في العطريات بشكل طفيف أثناء متساوي الحرارة الشيخوخة المؤكسدة. يشير هذا إلى أن تفاعل البلمرة في المواد العطرية هو أكثر من تفاعل التحلل قبل إضافة EG و CaCO ، جسيمات نانوية ، مما ينتج بعض المنتجات الجزيئية. وذلك لأن المواد العطرية عبارة عن راتنجات محولة بسبب البلمرة المؤكسدة أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية ، كما أن السلاسل الجانبية على الحلقات العطرية سهلة التأكسد والبلمرة لتشكيل سيكلو ألكيل عطري [37]. ومع ذلك ، فإن تفاعل البلمرة في المواد العطرية أقل من تفاعل التحلل بعد إضافة EG / CaCO3 ، مما يؤدي إلى انخفاض في كتلة المواد العطرية أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية. هذا يرجع أساسًا إلى حقيقة أن بعض مكونات الضوء يتم امتصاصها وتثبيتها بواسطة EG لمنع توليد الجزيئات الكبيرة من خلال تفاعل البلمرة التأكسدي مع الأكسجين [38]. ومع ذلك ، يتم أيضًا إفلات كمية صغيرة من المكونات الجزيئية الصغيرة أثناء تفاعل التحلل الحراري للعطريات. عندما تكون كتلة المادة المتطايرة المنبعثة أكبر من كتلة الجزيئات الكبيرة الناتجة عن تفاعل البلمرة ، تنخفض الكتلة الكلية للعطريات بشكل طفيف. وفي الوقت نفسه ، فإن الجسيمات النانوية CaCO المحبة للماء المحملة على الحافة والجدار الداخلي لـ EG تتشتت بشكل موحد في العطريات لتشكيل بنية متقاطعة ، مما يحسن الاستقرار الحراري للعطريات ويتسبب في تقليل فقد الكتلة بشكل أبطأ.

كما هو مبين في الشكل 2 ، تُظهر منحنيات DSC أن التفاعلات الماصة للحرارة شديدة ومعقدة نسبيًا تحدث في عملية الشيخوخة المؤكسدة المتساوية للعطريات ، مما يشير إلى أن المكونات المختلفة في العطريات تشارك في التفاعلات الكيميائية في مراحل التسخين المختلفة أثناء الشيخوخة التأكسدية المتساوية. بعد إضافة EG / CaCO ، يكون الاتجاه المتغير لتدفق الحرارة للعطريات موازيًا تقريبًا للإحداثيات. يشير هذا إلى تحسين الاستقرار الحراري للعطريات ، والذي يرجع إلى العمل التآزري بين EG و CaCO. إن امتصاص EG يعيق التفاعل المتسلسل ، مما يثبط عملية الشيخوخة المؤكسدة الحرارية للعطريات. التأثيرات السطحية لـ CaCO: تعمل الجسيمات النانوية على زيادة استقرار الحالة الفيزيائية للعطريات ، وتحسين الاستقرار الحراري للعطريات.

تم استخراج هذه المقالة من المواد 2020، 13، 4005؛ دوى: 10.3390 / ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials