新型沥青乳化剂的合成与性能研究

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本文合成了一种单季铵盐型阳离子沥青乳化剂、一种双季铵盐型阳离子沥青乳化剂和一种木质素胺型沥青乳化剂。对影响反应产率的几个因素和最优反应条件进行研究并得出结论。运用FTIR、1HNMR以及元素分析对产物结构进行了表征。运用React IR4000型在线红外分析系统全面追踪检测了整个反应过程。运用表面张力法测定了产物的临界胶束浓度(CMC)。同时也测试了乳化剂的乳化性能。  通过两步反应合成了两种新型沥青乳化剂,分别为十八烷基-双(1-丙酰胺)叔胺(产物a)和十八烷基-双(1-丙酰胺)-乙酸钠基氯化铵(产物b),该产物以十八胺、丙烯酰胺、氯乙酸、氢氧化钠为实验原料,以异丙醇为溶剂反应得到。实验得出,合成产物(b)的最优条件为:n(氯乙酸钠)∶n(十八胺)=1.20∶1.00,反应温度为75℃,反应时间为4h。在此条件下,产物(b)的最终产率为68.80%。运用FTIR、1H NMR和元素分析对产物结构进行表征。运用React IR4000型在线红外分析系统全面追踪检测第一步产物(a)的合成过程,检测出了中间产物。依据上述得到的结果,对反应的机理进行了初步探索。又运用表面张力法测得,产物(b)的临界胶束浓度为2.10×10-3 mol/L,在临界胶束浓度下的表面张力为33.07mN/m。乳化性能测试表明:产物对AH-90沥青有很好的乳化能力,所得沥青乳液有良好的贮存稳定性,该产物是快裂型沥青乳化剂。  通过两步反应合成了一种新型沥青乳化剂,该产物以N-十八烷基-1,3-丙撑二胺、丙烯酰胺、氯乙酸、氢氧化钠为实验原料,以异丙醇为溶剂反应得到。实验得出,合成第二步产物的最优条件为:n(氯乙酸钠)∶n(N-十八烷基-1,3-丙撑二胺)=2.20∶1.00,反应温度为70℃,反应时间为4h。在此条件下,产物的最终产率为67.22%。运用FTIR、1H NMR和元素分析对产物结构进行表征。运用了React IR4000型在线红外分析系统全面追踪检测两步合成过程,检测出了中间产物。依据上述得到的结果,对反应的机理进行了初步探索。又运用表面张力法测得,产物的临界胶束浓度为6.76×10-4 mol/L,在临界胶束浓度下的表面张力为47.89mN/m。乳化性能测试表明:产物(d)对AH-90沥青有很好的乳化能力,所得沥青乳液有良好的贮存稳定性,该产物是中裂型沥青乳化剂。  通过一步反应合成了一种新型沥青乳化剂,是以木质素、三乙烯四胺、氢氧化钠 和甲醛为实验原料反应合成的,该产物为三乙烯四胺/甲醛改性木质素胺。实验得出,合成产物的最优条件为:n(甲醛)∶n(三乙烯四胺)=2.00∶1.00,m(木质素)=20.0 g,n(三乙烯四胺)=0.10 mol,m(氢氧化钠)=0.43 g,反应温度为80℃,反应时间为2.5 h。在此条件下,产物的最终产率为72.27%。运用FTIR对产物结构进行了表征。运用了React IR4000型在线红外分析系统全面追踪检测合成过程,检测出了中间产物。依据上述得到的结果,对反应的机理进行了初步探索。乳化性能测试表明:产物对AH-90沥青有很好的乳化能力,所得沥青乳液有良好的贮存稳定性,该产物是中裂型沥青乳化剂,在碎石封层、粘层油施工等方面都可以得到应用。
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