[发明专利]红外光谱判别改性沥青用四臂星型SBS和线型SBS的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种判别SBS分子链段结构的方法，特别是涉及一种红外光谱判别改性沥青用四臂星型SBS和线型SBS的方法。

背景技术

SBS，是以丁二烯和苯乙烯为单体，采用阴离子聚合制得的苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物，属热塑性橡胶。SBS具有拉伸强度优良、表面摩擦系数大、低温性能好等优点，广泛应用在制鞋业、塑料改性、沥青改性、粘合剂、电缆、器件零部件等领域。

在沥青改性的应用领域中，SBS在众多的改性剂中脱颖而出，主要由于SBS具有以下特点：首先它既能满足高温性能的要求又能满足低温性能的要求；其次它既能用于轻型车辆的道路沥青改性，又能用于高速公路，一级公路，特别是重型车比例大，超载较多的主干线公路的沥青改性。SBS改性沥青是目前公路工程中用量最大的改性沥青品种，广泛用于改性沥青混凝土路面工程以及路面防水层和桥面防水层。

SBS在高温下呈塑性，易与沥青混和。将SBS加入基质沥青中，通过高温融混及胶体磨的循环炼磨、剪切等工艺，使SBS颗粒达到较小的数量级而均匀分散到沥青介质中，制得SBS改性沥青。SBS改性沥青制备过程中，聚苯乙烯链段软化并流动，聚丁二烯链段吸收沥青的软沥青质组分，形成海绵状的材料，体积增大许多倍。冷却后，聚苯乙烯链段再度硬化，且物理交联，使聚丁二烯链段形成具有弹性的三维网状结构。SBS的分子链与沥青分子链形成的空间网状结构，犹如水泥中加入钢筋变钢筋混凝土，使沥青具有聚合物所固有的技术特性，增加沥青对集料的粘结力，降低沥青对温度的敏感性，直接提高其路用的高低温性能、弹性恢复性能和感温性等，高温性能的改善尤其明显。随着聚苯乙烯链段含量的增加，SBS的强度上升。一般改性沥青用的SBS嵌段比都确保聚苯乙烯的含量在20%~35%之间，确保产生微相分离。

按其分子结构，现有的改性沥青用SBS可分为线型SBS和四臂星型SBS两种，分子量一般在几万到几十万。线型SBS分子内没有交联，四臂星型SBS分子内一般通过四氯化硅偶联。四臂星型SBS由于其苯乙烯链段形成的聚集态更密集有序，表现出更典型的热塑性弹性体的性质。但四臂星型SBS的价格更为昂贵。目前，对于改性沥青用SBS分子链段结构进行判别的分析方法还未见报道。

发明内容

本发明的目的在于提供一种红外光谱判别改性沥青用四臂星型SBS和线型SBS的方法。利用红外光谱技术，测定SBS的透射光谱，根据谱图上分别归属为SBS分子中苯乙烯链段和丁二烯链段的特征吸收峰的面积比值，即波数在695-705 cm^-1处与960-972 cm^-1两峰面积的比值，来判别改性沥青用SBS的分子链段结构属于四臂星型还是线型。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案的步骤如下：

1）将SBS样品完全溶于有机溶剂中；

2）将溶有SBS样品的液体均匀涂覆于溴化钾盐片表面；

3）将溴化钾盐片在80度下干燥20～30分钟；

4）将测定待检样品用傅里叶变换红外光谱仪，在4000-400cm^-1范围内10次扫描后经平均得到的红外透射光谱；

5）计算红外透射光谱上归属为SBS分子中苯乙烯链段的特征红外吸收峰的峰面积，计算同一红外透射光谱上SBS分子中丁二烯链段的特征红外吸收峰的峰面积，前者面积与后者面积的相对比值，计为F值；

6）利用F值判别改性沥青用四臂星型SBS和线型SBS：

若计算所得F值介于0.55-0.62之间的SBS，为四臂星型SBS；

若计算所得F值介于0.625-0.68之间的SBS，为线型SBS。

所述的有机溶剂能使SBS充分溶解于其中，其红外透射光谱图上的特征吸收峰与SBS的红外特征吸收峰不重叠，且其沸点低于80度，该有机溶剂为氯仿、四氯化碳、二氯甲烷或丙酮。

所述的红外透射光谱图上选取的归属为SBS分子中苯乙烯链段的特征红外吸收峰，是波数在695-705 cm^-1处的吸收峰，归属为SBS中单取代苯环上碳-氢键的变形振动峰。

所述的红外透射光谱图上选取的归属为SBS分子中丁二烯链段的特征红外吸收峰，是波数在960-972 cm^-1处的吸收峰，归属为SBS中碳碳双键上碳-氢键的弯曲振动峰。

本发明具有的有益效果是：