اثرسنجی پلیمر پلی بوتادین رابر ضایعاتی بر رفتار حرارتی و شیمیایی قیر پلیمری استارین بوتادین استارین

اصلاح قیر یکی از روش های متداول عصر جدید در بهبود خواص مخلوط های آسفالتی است. در این پژوهش از لاستیک پلی بوتادین (PBR) به منظور بهبود خواص قیر ترکیب شده با پلیمر استایرن بوتادین استایرن (SBS) استفاده شده است. برای این منظور پلیمر PBR به میزان ۳، ۵ و ۷ درصد وزنی با قیر حاوی ۵ درصد پلیمر SBS مخلوط شده و آزمایش های کنترلی حساسیت حرارتی و شیمیایی بر روی نمونه های شاهد و اصلاح شده صورت پذیرفت. مونومر بوتادین موجود در پلیمر PBR می تواند فاز مالتن قیر را جذب نموده و در آن متورم گردد و در کنار آسفالتن و مونومرهای استایرن موجود در پلیمر SBS، ساختار شبکه ای یکپارچه و همگن پایداری را در قیر به وجود آورد و به تبع خواص عملکردی آن را بهبود بخشد. نتایج آزمایش های عملکردی نشان داد که با افزایش مقدار PBR، درجه نفوذ کاهش یافته و قیر سخت تر می گردد، به طوری که در نمونه حاوی ۷ درصد پلیمر PBR، مقدار درجه نفوذ تا ۴۰ درصد کاهش یافته است. اضافه نمونه پلیمر به قیر، نقطه نرمی قیر خالص را افزایش می دهد، به طوری که در نمونه حاوی ۷ درصد PBR مقدار نقطه نرمی تا ۱۰۰ درصد نسبت به نمونه قیر خالص افزایش یافته است. شاخص نفوذپذیری به عنوان معیاری برای کنترل حساسیت حرارتی قیرها نشان داد که نمونه حاوی ۷ درصد پلیمر PBR، کمترین حساسیت حرارتی ایجاد شده است. نتایج کشش پذیری نشان دهنده تاثیر مطلوب پلیمر SBS در تشکیل شبکه سه بعدی پلیمری به کمک پلیمرPBR در قیر است. در آزمایش فراس، با اضافه شدن پلیمر PBR به قیر حاوی ۵ درصد SBS، میزان بهبودی خاصیت دمای پایین افزایش می یابد. به طوری که در نمونه B۵S۵P، میزان بهبود خواص دمایی پایین تا مقدار ۱۵۵ درصد نمونه قیر خالص شده است. نتایج آزمایش پیرشدگی کوتاه مدت (RTFO) نشان داد که نمونه حاوی پلیمر SBS دارای بیشترین مقدار افت وزنی (۵ برابر نمونه قیر خالص) و در مقابل پلیمر PBR با کاهش ۲۰ درصدی مقدار افت وزنی نسبت به نمونه قیر خالص، عملکرد مطلوبی را ارائه نموده است. این خاصیت پلیمر PBR موجب شده است تا با افزودن این پلیمر به نمونه های حاوی ۵ درصد پلیمر SBS، میزان افت وزنی قیر به میزان ۷۰ تا ۸۰ درصد نسبت به نمونه B۵S کاهش یابد. باوجود افزایش مقدار ویسکوزیته قیر در ازای افزایش مقدار پلیمر، لیکن مقدار آن در دمای ۱۳۵ درجه سانتی گراد کمتر از ۳ پاسکال ثانیه است. آنالیزهای حرارتی نشان داد که نمونه حاوی ۷ درصد پلیمر PBR دارای بهترین پایداری در برابر حرارت، بیشترین جرم باقی مانده در حداکثر دمای آزمایش و بالاترین دمای شروع افت وزنی ۱۰ و ۵۰ درصدی است. همچنین به کارگیری ۷ درصد PBR در قیر حاوی SBS، میزان شاخص های پیرشدگی حاصل از آزمایش FTIR را به میزان ۶ تا ۶۶ درصد کاهش می دهد. تصاویر میکروسکوپ الکترونی نیز نشان دهنده سطوح نرم و یکنواخت قیر حاوی ۷ درصد PBR شده است و این امر موید عملکرد مطلوب این ترکیب در سایر آزمایش ها نیز می باشد. بنابراین ترکیب ۷ درصد پلیمر PBR با قیر اصلاح شده با ۵ درصد پلیمر SBS، بهینه ترین عملکرد را نشان می دهد.