微胶囊/沥青自修复材料及其自修复机理的研究

发布时间：2024-03-08 05:22

　　沥青作为一种常用道路材料,长时间受环境因素的影响容易产生老化现象,造成沥青路面出现裂纹,平整性变差,降低公路的使用寿命。沥青再生剂可以修复老化沥青使其恢复到原有性能,但再生剂无法渗入沥青内部修补损伤,严重影响了再生剂的使用效率。目前,再生剂微胶囊法是有效的解决方法之一。本文使用了原位聚合法,制备了以再生剂为芯材,甲基化三聚氰胺甲醛树脂为壁材的微胶囊,采用两步凝聚法保证微胶囊具有良好的紧实性。利用纳米CaC03颗粒制备无机/有机复合材料壁材,使得当微胶囊壁材中纳米CaC03添加量为6 wt.%时,可保证微胶囊在200 ℃下保持完整性。从荧光显微镜中可看出当微胶囊遇到尖端应力被刺破时,再生剂会从中泄漏流出并在毛细效应的驱使下沿裂纹流动,同时浸润两侧老化沥青,渗透扩散到沥青内部修复受损沥青。采用直接拉伸仪循环拉伸测试,比较拉伸断裂强度,评价沥青的自修复能力,可得出拉伸强度对于温度和时间具有依赖性,由于温度对沥青的粘弹性影响会使得样品在温度较高时拉伸强度偏低,第一次拉伸断裂时的强度值分别为4.0,3.8和3.6 MPa,而四次循环结束后拉伸强度为2.8,2.7和2.7 MPa,温度对拉伸强度的...

【文章页数】：67 页

【学位级别】：硕士

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学位论文的主要创新点
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 自修复材料研究进展
    1.3 沥青自修复材料研究进展
    1.4 沥青自修复的机理
        1.4.1 老化沥青自修复影响因素
        1.4.2 沥青自修能力评价
    1.5 沥青自修复材料自修复研究方法
        1.5.1 电感加热法
        1.5.2 微胶囊法
        1.5.3 纳米颗粒法
        1.5.4 聚合物改性法
    1.6 再生剂微胶囊自修复沥青材料
    1.7 本论文的研究内容
第二章 无机/有机壁材沥青自修复微胶囊的制备及表征
    2.1 前言
    2.2 材料及仪器
    2.3 有机无机壁材微胶囊的制备方法
    2.4 有机无机壁材微胶囊的表征方法
        2.4.1 微胶囊的表面形貌分析
        2.4.2 微胶囊壁材形貌观察
        2.4.3 EDS能谱检测
        2.4.4 微胶囊热性能
        2.4.5 微胶囊与沥青中热稳定性分析
    2.5 结果与讨论
        2.5.1 微胶囊的制备过程
        2.5.2 微胶囊的形貌和表面结构分析
        2.5.3 纳米碳酸钙对微胶囊尺寸影响
        2.5.4 微胶囊的热稳定分析
        2.5.5 微胶囊在沥青中的热稳定性
    2.6 结论
第三章 自修复微胶囊/沥青复合材料的自修复机理研究
    3.1 前言
    3.2 材料及仪器
    3.3 自修复微胶囊/沥青复合材料的制备方法
    3.4 自修复微胶囊/沥青复合材料的表征方法
        3.4.1 微胶囊形貌特征观测
        3.4.2 微胶囊尺寸大小和壁材厚度表征
        3.4.3 微胶囊的热分析
        3.4.4 老化沥青微裂纹的产生
        3.4.5 再生剂在沥青中的运动观察
        3.4.6 沥青老化前后的性能测试
    3.5 结果与讨论
        3.5.1 微胶囊的性能表征
        3.5.2 微胶囊的热稳定性
        3.5.3 沥青中再生剂的毛细效应和扩散现象
        3.5.4 修复前后老化沥青性能变化
    3.6 结论
第四章 基于再生剂微胶囊的沥青自修复效果的评价
    4.1 前言
    4.2 实验材料及仪器
    4.3 自修复微胶囊/沥青复合材料的制备方法
    4.4 实验测试方法与表征
        4.4.1 微胶囊在沥青中的额形貌特征
        4.4.2 直接拉伸试验
        4.4.3 原始沥青与老化沥青的性能测试
        4.4.4 对于修复程度的评估
    4.5 结果与讨论
        4.5.1 微胶囊和沥青混合物的拉伸试验
        4.5.2 温度和时间对修复效果的影响
        4.5.3 沥青与修复后沥青的性能比较
        4.5.4 拉伸试验过程中微胶囊形貌变化
    4.6 结论
第五章 本文总结
参考文献
发表论文和参加科研情况说明
致谢



本文编号：3922069