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乳化瀝青體系形成與穩定的影響因素研究

來源:趙品暉(hui) 瀏覽 535 次 發布時間:2022-10-12

本文從(cong)乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)組成出發,研究(jiu)了乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)形成與穩(wen)定(ding)的(de)影響因素(su)。分別采用界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)力(li)表征乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)形成過程(cheng)乳化(hua)(hua)(hua)的(de)難易(yi)程(cheng)度,以貯存穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)和(he)平均粒徑表征乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)形成后(hou)的(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing),考(kao)察了乳化(hua)(hua)(hua)劑、皂液(ye)pH值、助劑、瀝(li)(li)青(qing)(qing)種類等對界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)力(li)和(he)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)的(de)影響,采用線(xian)性(xing)(xing)(xing)相(xiang)(xiang)關(guan)性(xing)(xing)(xing)分析和(he)灰熵關(guan)聯分析重點研究(jiu)了乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)力(li)、穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)與瀝(li)(li)青(qing)(qing)組成及性(xing)(xing)(xing)能之間(jian)的(de)相(xiang)(xiang)關(guan)性(xing)(xing)(xing),并探討了乳化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)界(jie)(jie)面(mian)張(zhang)力(li)與穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)(xing)之間(jian)的(de)關(guan)系(xi)。


研究結果表(biao)明(ming)


對于克石化(hua)(hua)(hua)(KSH)、中(zhong)海(ZH)、SK和(he)(he)昆侖(KL)四種(zhong)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing),其(qi)(qi)針入度(du)、軟化(hua)(hua)(hua)點、延度(du)等基(ji)本性(xing)能(neng)(neng)相近,但(dan)從四組分、元素、核磁和(he)(he)紅外分析來看,相對于KSH和(he)(he)ZH瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing),SK和(he)(he)KL瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)的(de)(de)的(de)(de)氫碳(tan)原(yuan)子(zi)比低(di)(di)、雜原(yuan)子(zi)含量高、芳香碳(tan)率和(he)(he)環烷(wan)碳(tan)率高、烷(wan)基(ji)碳(tan)率低(di)(di),分子(zi)極性(xing)較強(qiang)。乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)和(he)(he)皂液pH值(zhi)是影(ying)響(xiang)乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)主(zhu)要(yao)因素。不(bu)(bu)同(tong)乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)與瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)之間(jian)相互作用降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)不(bu)(bu)同(tong),其(qi)(qi)中(zhong)三種(zhong)單(dan)一乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)在(zai)相同(tong)條件下(xia)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)由(you)(you)大到小(xiao)的(de)(de)順(shun)序為:LAS、OP、1831,而復(fu)合(he)型陽離(li)子(zi)乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)MQK降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)(di)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)能(neng)(neng)力(li)(li)大于復(fu)合(he)型陰離(li)子(zi)乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)ER;相對于MQK乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi),ER乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)體(ti)系(xi)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)受pH值(zhi)的(de)(de)影(ying)響(xiang)更大,兩者適宜(yi)的(de)(de)pH值(zhi)范(fan)圍分別為11~12和(he)(he)1~3;四種(zhong)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)的(de)(de)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)隨乳(ru)(ru)化(hua)(hua)(hua)劑(ji)和(he)(he)皂液pH值(zhi)的(de)(de)變化(hua)(hua)(hua)規律基(ji)本一致(zhi),但(dan)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)的(de)(de)組成結構不(bu)(bu)同(tong),相同(tong)條件下(xia)界(jie)面張(zhang)力(li)(li)的(de)(de)大小(xiao)不(bu)(bu)同(tong),其(qi)(qi)由(you)(you)大到小(xiao)的(de)(de)順(shun)序為:KSH、ZH、SK、KL。


助(zhu)劑類型不同對(dui)乳化(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)體(ti)(ti)(ti)系(xi)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力的(de)影(ying)響(xiang)規律不同。助(zhu)劑CMC-Na對(dui)ER乳化(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)體(ti)(ti)(ti)系(xi)的(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力沒有影(ying)響(xiang);助(zhu)劑CaCl2能(neng)夠降低(di)MQK乳化(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)體(ti)(ti)(ti)系(xi)的(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力,且四種瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)的(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力隨CaCl2用量的(de)變化(hua)(hua)規律基本一(yi)致,但不同瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)之(zhi)間界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力的(de)差別沒有明(ming)顯的(de)規律性。采用線性相關(guan)(guan)分析和灰熵(shang)關(guan)(guan)聯分析重(zhong)點研究了乳化(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)體(ti)(ti)(ti)系(xi)界面(mian)(mian)(mian)(mian)張(zhang)力與(yu)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)組成及性能(neng)之(zhi)間的(de)關(guan)(guan)系(xi)。以界面(mian)(mian)(mian)(mian)壓表示(shi)瀝(li)(li)(li)青(qing)(qing)(qing)的(de)界面(mian)(mian)(mian)(mian)活性大小。


結果表明


界面壓(ya)與(yu)瀝(li)(li)(li)(li)青基(ji)本性(xing)(xing)能(neng)之間的相關(guan)性(xing)(xing)較差(cha);對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)四組(zu)(zu)分組(zu)(zu)成,瀝(li)(li)(li)(li)青質含(han)(han)量越高(gao)(gao)(gao)(gao)瀝(li)(li)(li)(li)青活(huo)性(xing)(xing)越高(gao)(gao)(gao)(gao);對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)元素組(zu)(zu)成,雜原子(zi)含(han)(han)量越高(gao)(gao)(gao)(gao)瀝(li)(li)(li)(li)青活(huo)性(xing)(xing)越高(gao)(gao)(gao)(gao);對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)平(ping)(ping)均(jun)(jun)結構單(dan)元,芳香碳(tan)率(lv)、環(huan)烷碳(tan)率(lv)、芳香環(huan)系(xi)(xi)縮合度參(can)數、芳香環(huan)系(xi)(xi)周邊(bian)氫(qing)取(qu)代率(lv)越高(gao)(gao)(gao)(gao),烷基(ji)碳(tan)率(lv)、烷鏈支化(hua)度越低,瀝(li)(li)(li)(li)青活(huo)性(xing)(xing)越高(gao)(gao)(gao)(gao)。乳(ru)化(hua)劑和皂液pH值對(dui)(dui)(dui)(dui)平(ping)(ping)均(jun)(jun)粒(li)(li)徑(jing)和貯(zhu)存穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的影(ying)響規律一致,是影(ying)響乳(ru)化(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青體系(xi)(xi)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)的主要(yao)因素。對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)ER和MQK兩種乳(ru)化(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青體系(xi)(xi),隨(sui)著乳(ru)化(hua)劑用量增加平(ping)(ping)均(jun)(jun)粒(li)(li)徑(jing)減(jian)小(xiao)、貯(zhu)存穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)變(bian)好(hao);對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)ER乳(ru)化(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青體系(xi)(xi),隨(sui)著pH值升(sheng)高(gao)(gao)(gao)(gao),平(ping)(ping)均(jun)(jun)粒(li)(li)徑(jing)減(jian)小(xiao)、貯(zhu)存穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)變(bian)好(hao),而對(dui)(dui)(dui)(dui)于(yu)MQK乳(ru)化(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青體系(xi)(xi),隨(sui)著pH值升(sheng)高(gao)(gao)(gao)(gao),平(ping)(ping)均(jun)(jun)粒(li)(li)徑(jing)增加、貯(zhu)存穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)變(bian)差(cha)。


在相(xiang)(xiang)同的(de)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)劑用量和皂(zao)液(ye)pH值下,四(si)種瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)制備的(de)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)穩(wen)(wen)定性也有較(jiao)(jiao)大的(de)差(cha)別(bie),其穩(wen)(wen)定性由好到差(cha)的(de)順(shun)序(xu)(xu)為:ZH、KSH、SK、KL。助劑的(de)類(lei)型不(bu)同對(dui)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)穩(wen)(wen)定性的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)也不(bu)同。助劑CMC-Na能夠(gou)明顯(xian)改善ER乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)的(de)貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)穩(wen)(wen)定性,但其對(dui)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)的(de)平均(jun)(jun)(jun)粒(li)徑沒有影(ying)響(xiang)(xiang);CaCl2對(dui)MQK乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)平均(jun)(jun)(jun)粒(li)徑和貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)穩(wen)(wen)定性均(jun)(jun)(jun)有較(jiao)(jiao)大影(ying)響(xiang)(xiang),且影(ying)響(xiang)(xiang)規律基(ji)本(ben)一致,對(dui)于(yu)四(si)種瀝(li)(li)(li)(li)青(qing),相(xiang)(xiang)同條(tiao)件下,乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)穩(wen)(wen)定性的(de)相(xiang)(xiang)對(dui)大小(xiao)(xiao)順(shun)序(xu)(xu)沒有明顯(xian)的(de)規律性。對(dui)于(yu)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)來說,貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)條(tiao)件也是(shi)影(ying)響(xiang)(xiang)其穩(wen)(wen)定性的(de)重(zhong)(zhong)要因素(su)。其中(zhong),貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)溫度(du)對(dui)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)平均(jun)(jun)(jun)粒(li)徑和貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)穩(wen)(wen)定性的(de)影(ying)響(xiang)(xiang)均(jun)(jun)(jun)較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao)。貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)時間(jian)(jian)對(dui)乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)的(de)貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)穩(wen)(wen)定性有較(jiao)(jiao)大的(de)影(ying)響(xiang)(xiang),但是(shi)對(dui)平均(jun)(jun)(jun)粒(li)徑影(ying)響(xiang)(xiang)較(jiao)(jiao)小(xiao)(xiao),在貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)過程中(zhong)四(si)種乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)貯(zhu)存(cun)(cun)(cun)穩(wen)(wen)定性相(xiang)(xiang)對(dui)大小(xiao)(xiao)順(shun)序(xu)(xu)也未發(fa)生變化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。采(cai)用線性相(xiang)(xiang)關(guan)分析和灰熵關(guan)聯分析重(zhong)(zhong)點(dian)研究了乳化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)體(ti)系(xi)(xi)穩(wen)(wen)定性與瀝(li)(li)(li)(li)青(qing)組成及性能之間(jian)(jian)的(de)關(guan)系(xi)(xi)。


結果表明


乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)的(de)(de)穩(wen)定(ding)(ding)性與(yu)瀝(li)(li)青(qing)四(si)(si)組分組成之間具(ju)有(you)較好(hao)的(de)(de)關(guan)聯(lian)(lian)性,而與(yu)其他性質之間的(de)(de)關(guan)聯(lian)(lian)性較差。對于(yu)四(si)(si)組分來說,膠(jiao)質+瀝(li)(li)青(qing)質含量是(shi)(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)主要(yao)因素(su)(su),其含量越(yue)高穩(wen)定(ding)(ding)性越(yue)好(hao)。探討了乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)體系(xi)界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)與(yu)穩(wen)定(ding)(ding)性之間的(de)(de)關(guan)系(xi)。對于(yu)ER和MQK兩種乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)體系(xi),乳(ru)化(hua)(hua)劑、皂液pH值對界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)和乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)貯存(cun)穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)規(gui)律是(shi)(shi)(shi)一(yi)致的(de)(de),界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)越(yue)低穩(wen)定(ding)(ding)性越(yue)好(hao);助劑對界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)和乳(ru)化(hua)(hua)瀝(li)(li)青(qing)穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)規(gui)律不一(yi)致;界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)和穩(wen)定(ding)(ding)性與(yu)瀝(li)(li)青(qing)組成及性能之間的(de)(de)相關(guan)性也不一(yi)致,其中瀝(li)(li)青(qing)的(de)(de)極性是(shi)(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)界(jie)面(mian)張(zhang)(zhang)力(li)的(de)(de)主要(yao)因素(su)(su),而瀝(li)(li)青(qing)質存(cun)在形(xing)式、分散狀(zhuang)況(kuang),膠(jiao)質和瀝(li)(li)青(qing)質的(de)(de)增(zeng)黏作用以(yi)及它們之間的(de)(de)協同作用是(shi)(shi)(shi)影(ying)(ying)(ying)響(xiang)穩(wen)定(ding)(ding)性的(de)(de)主要(yao)因素(su)(su)。