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Scientific Reports 6권, 기사 번호: 18882(2016) 이 기사 인용

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이 논문은 다양한 아스팔트 함량을 갖는 폴리에테르아민 경화 고무형 에폭시 아스팔트 복합재(EAC)의 손쉬운 준비, 기계적 성능 및 선형 점탄성을 보고합니다. 복잡한 화학 반응과 시간이 많이 소요되는 고온 경화를 통해 제조된 이전 EAC와 비교하여, 여기에 보고된 EAC는 호환 가능한 이중 기능성 폴리에테르아민과 간단한 물리적 공동 혼합 공정을 사용하여 얻어졌으며, 이는 EAC를 생산에 맞게 확장 가능하게 만듭니다. 더 낮은 비용으로. EAC는 160°C에서 1시간 동안, 60°C에서 3일 동안 경화되었습니다. 따라서 이러한 복합물은 즉시 트래픽을 위해 열릴 수 있습니다. EAC는 -30°C ~ 120°C에서 일반적인 열가소성 폴리머 개질 아스팔트 복합재보다 훨씬 더 큰 온도 안정성을 갖지만, 더 높은 온도에서 복잡한 전단 계수는 온도가 80°C보다 높을 때 일정하게 유지되는 대신 약간 감소합니다. 아스팔트 함량이 높은 복합재의 경우; 즉, 이러한 복합재는 준열경화성입니다. 개찰구 플롯은 여기에 보고된 EAC가 열유변학적 단순 재료이고 마스터 곡선이 일반화된 로지스틱 시그모이드 모델 함수에 의해 구성되고 잘 맞춰져 있음을 보여줍니다. 이 연구는 즉시 교통에 공개될 수 있는 폴리에테르아민 경화 EAC를 준비하기 위한 간편하고 저렴한 방법을 제공하며 준열경화성 개념은 고급 응용 분야를 위한 저렴한 EAC 개발을 촉진할 수 있습니다.

아스팔트는 접착성, 방수성 및 대량 생산이 가능하기 때문에 수백 년 동안 도로 포장에 사용되어 왔습니다1. 전형적인 점탄성 물질인 아스팔트는 높은 온도에서는 흐르고 낮은 온도에서는 부서지기 쉽습니다. 열 민감성을 줄이기 위해 물리적 공동 혼합과 화학적 변형이 사용되었습니다. 물리적 개질제에는 SBS(스티렌-부타디엔-스티렌), 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 나노물질 및 섬유가 포함됩니다. 황, 말레산 무수물 및 디카르복실산, 폴리인산, 에폭시 수지, 티오우레아 및 기타 기능화된 SB/SBS 폴리머는 아스팔트의 활성 성분과 반응하여 아스팔트의 포장 성능을 화학적으로 향상시킵니다2,3,4,5,6,7, 8. 이러한 방법은 아스팔트의 포장 성능을 어느 정도 향상시켰지만 열가소성 특성으로 인해 현재 우수한 교통량에 대한 엄격한 요구를 충족할 수 없습니다. 따라서 열경화성 에폭시 아스팔트 복합재(EAC)는 혼잡한 도로의 내구성을 향상시키는 더 나은 선택으로 생각되어 왔습니다9,10,11.

일반적으로 EAC는 아스팔트와 경화제(성분 A), 에폭시 수지(성분 B)의 반응으로 생성되는 2성분 시스템입니다. 경화제에 따라 EAC는 아민 시스템 또는 산성 시스템9,12,13,14,15으로 분류됩니다. 산성 EAC 시스템의 일반적인 실험실 경화 조건은 120°C에서 4시간입니다. 그러나 EAC가 대기에 노출되는 포장 현장에서는 포장 공정 중 온도를 1시간 이상 120°C로 유지할 수 없습니다. 결과적으로 실험실과 동등한 성능을 얻기 위해서는 경험적 Arrhenius 방정식의 화학 반응 속도 이론에 따라 산성 EAC 시스템을 통해 포장된 현장은 한여름에도 약 45일 동안 자연적으로 유지되어야 합니다16,17,18, 19,20,21. 일반적인 건설 공정은 그림 1에 나와 있습니다. 또한 아민 및 산 경화제 시스템은 모두 복잡한 합성 경로를 통해 준비되거나 사용할 수 없는 원료를 사용하므로 비용이 크게 증가합니다. Yin et al. EAC는 지방족 아민(옥타데실아민, CH3(CH2)16CH2NH2)에 의해 150°C에서 1시간, 60°C에서 3일 동안 경화되었다고 보고했습니다. 의심할 여지없이 이는 즉시 교통에 개방될 수 있는 EAC 개발을 위한 유망한 접근 방식입니다. 그럼에도 불구하고, 옥타데실아민, 아스팔트 및 에폭시 수지 사이의 낮은 상용성으로 인해 아스팔트 함량이 에폭시 수지 100.0g당 40.0g으로 제한되어 비용이 더 높아진다.