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  苯乙烯-丁二烯-苯乙烯嵌段共聚物（SBS）改性瀝青（SMB）道路隨著服役時間的延長會發生不可避免的老化。老化SMB的再生劑通常由瀝青組分調節劑（油分）和SBS結構修復劑兩部分組成。環氧型結構修復劑可以連接老化SBS產物中的羥基和羧基，從而恢復SBS的性能。但研究表明，環氧型結構修復劑再生SMB后高溫性能會大大削弱。因此，本文選用了含有三個環氧基團（使再生SBS的結構更加致密）的三羥甲基丙烷三縮水甘油醚（TMPTE）結構修復劑，和分子量較高的聚乙二醇二縮水甘油醚（PEGDGE）結構修復劑來提升再生瀝青的高溫性能。此外，本文也對輕中度熱氧老化100 h和壓力老化20 h 的SMB做了老化和再生對比。通過對幾種再生劑再生SMB各項性能的分析，探討了在不同老化體系下對SMB綜合性能恢復的差異。

  近日，太原理工大學何宏偉副教授在《Polymer Degradation and Stability》期刊上發表了題為Effect of different structured epoxy-type reactive rejuvenators on recycling performance and repair mechanism of the aged styrene-butadiene-styrene (SBS) modified bitumen的文章。本研究選用植物油（VO）作為瀝青組分調節劑，TMPTE和PEGDGE作為SBS結構修復劑，二甲基芐胺（BDMA）作為二者的催化劑。對比了幾種再生劑在輕中度熱氧老化和壓力老化體系下對老化SMB各項性能的恢復，探討其再生效果，提出TMPTE作為SBS結構修復劑的優勢。

  根據預實驗，確定了VO在輕中度熱氧老化體系下的合適用量為6 wt%，在壓力老化體系下的合適用量為9 wt%。TMPTE和PEGDGE的用量為3wt%，催化劑的用量為0.05 wt%。輕中度熱氧老化體系下，將未老化的改性瀝青命名為SMB，熱氧老化后的SMB命名為TASMB，TMPTE再生后的SMB命名為TASMB-TV，PEGDGE再生后的SMB命名為TASMB-PV，TMPTE和PEGDGE1:1混合后再生的SMB命名為TASMB-MV。壓力老化體系下，壓力老化后的SMB命名為PASMB，TMPTE再生后的SMB命名為PASMB-TV，PEGDGE再生后的SMB命名為PASMB-PV，TMPTE和PEGDGE1:1混合后再生的SMB命名為PASMB-MV。

  壓力老化后SMB的紅外及指數分析如圖2所示。其在1100 cm^-1、1032 cm^-1和966 cm^-1處的分析與熱氧老化后一致。在1700 cm^-1處的羰基附近，發現部分紅外峰從1700 cm^-1轉移到了1740 cm^-1處的酯基處，對于PASMB-V來說，這可能是其內部本身含有酯基或壓力老化后SBS會產生少量酯基的影響；對添加環氧結構修復劑的PASMB-TV、PASMB-PV和PASMB-MV來說，這是環氧官能團與SBS老化產物中羥基發生反應的結果。在圖2a中，I_C-O-C在反應性再生(PASMB-TV、PASMB-PV和PASMB-MV)后相比于PASMB有很大幅度的增加，且比熱氧老化后的I_C-O-C更大。這是由于壓力老化導致SBS的結構損傷較不嚴重，從而導致降解產物（-OH和-羧基）的數量較低，而環氧基團的數量相對較高，所以SBS的修復程度較高。在圖2b和圖2c中，PASMB-V、PASMB-TV、PASMB-PV和PASMB-MV的I_S=O和I_C=C相比于PASMB均得到有效恢復。

圖2 壓力老化再生體系的紅外及紅外指數：（a）紅外圖；（b）醚鍵指數；（c）亞砜基指數；（d）丁二烯指數

圖3 不同樣品的GPC結果：（a）熱氧老化再生體系；（b）壓力老化再生體系

  圖4和圖5分別為熱氧老化和壓力老化體系不同樣品的熒光顯微圖。在FM圖中，黑色部分是瀝青質，發出熒光的部分為聚合物相。能發出熒光的是含共軛雙鍵、苯環或大Π鍵多芳結構，因SBS能吸收瀝青中的輕組分而發生溶脹，所以能通過產生熒光來判斷其網絡結構的形成。在SBS含量為4.5 wt%時，會在瀝青中形成連續的網絡結構，如圖4a所示，這種網絡結構能給SMB帶來良好的高低溫性能和彈性。熱氧老化后，SBS的網絡結構被破壞，顯示出分散的小點，呈現霧化效應，如圖4b所示。而僅添加VO后（圖4c），形成了聚集的熒光相，此時SBS的網絡結構未得到恢復。在圖4d中，TMPTE能將斷裂的SBS較好地連接起來，形成小而密的網絡；而在圖4e中，PEGDGE對SBS網絡結構未能得到較好恢復，離散型熒光相較多；圖4f中，TASMB-MV的網絡結構恢復較好，連續型熒光相較大。這是因為在熱氧化老化系統下，SBS受到嚴重的破壞，產生大量的老化產物。TMPTE含有更多的環氧官能團，因此它比PEGDGE具有更多的反應位點，形成更連續的網絡結構。

圖5 壓力老化再生體系中不同樣品的FM圖：（a）SMB；（b）TASMB；（c）TASMB-V；（d）TASMB-TV；（e）TASMB-PV；（f）TASMB-MV

圖6 再生前后不同樣品的疲勞因子：（a） SMB、TASMB和TASMB-V；（b） TASMB-TV、TASMB-PV和TASMB-MV；（c） SMB、PASMB和PASMB-V；（d） PASMB-TV、PASMB-PV和TASMB-MV

圖7 溫度掃描下不同樣品的復數模量及復數模量指數：（a）熱氧老化再生體系下復數模量；（b）壓力老化再生體系下復數模量；（c）熱氧老化再生體系下復數模量指數；（d）壓力老化再生體系下復數模量指數

圖8 不同樣品的針入度：（a）熱氧老化再生體系；（b）壓力老化再生體系

圖9 不同樣品的彈性恢復：（a）熱氧老化再生體系；（b）壓力老化再生體系

  文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2025.111331