hrvatski

Reološka svojstva i stabilnost mješavina bitumena i etilen vinil acetata

Bitumen (BIT) je termoplastični materijal koji pokazuje slaba viskoelastična svojstva u primjeni, stoga se radi poboljšanja svojstava bitumena koriste modifikatori, i to razni polimeri i kopolimeri. Polimerni modifikatori uslijed svoje temperaturne otpornosti i povratnih deformacija, poboljšavaju otpornost polimerom modificiranog bitumena (PmB) na temperaturu i trajnu deformaciju. U ovom radu istražena su svojstva bitumena modificiranog s etilen vinil acetatom (EVA). Istražen je utjecaj sadržaja EVA polimera na reološka svojstva i svojstva obuhvaćena konvencionalnim testovima prije i nakon termooksidativnog starenja. Reološka svojstva BIT-a i PmB-a mjerena su u ovisnosti o temperaturi prije i nakon starenja dinamičnim smičnim reometrom (DSR) i to kompleksni smični modul (G*), kompleksna smična viskoznost (η*) i fazni kut (δ). Konvencionalni testovi određeni su prema normama. Starenje materijala, termooksidativna stabilnost, provedeno je u uređaju za otvrdnjavanje u tankom filmu s vertikalnim rotiranjem (Rolling Thin Film Oven Test, RTFOT). Iz vrijednosti kvocijenta G*/sin δ, određena je otpornost BIT-a i PmB-a na temperature i opterećenja prema SHRP-u (Strategic Highway Research Program), odnosno otpornost BIT-a i PmB-a na trajnu deformaciju. Prije i nakon starenja uočava se pad G* i η* s temperaturom, te porast δ BIT-a i PmB-a. Veći sadržaj polimera povećava kompleksnu viskoznost i kompleksni modul, dok se fazni kut smanjuje kao indikator elastičnosti materijala. Morfologija uzoraka PmB-a karakterizirana pomoću fluorescentnog mikroskopa pokazuje interakcije BIT-a i polimera. S manjim sadržajem EVA polimera do 5 % dobivene su fine polimerne disperzije s bitumenom kao kontinuiranom fazom. Sa sadržajem EVA polimera od 7 % dolazi do inverzije faza, te dominira polimerna faza s dispergiranim globulama bitumena. Fazna morfologija mijenja se nakon starenja. Konvencionalna ispitivanja BIT-a i PmB-a pokazuju povećanje penetracije i točke razmekšanja PmB-a u odnosu na BIT, te elastični povrat PmB-a što ukazuje na veću otpornost PmB-a na trajnu deformaciju u odnosu na BIT. Nakon starenja vrijednosti penetracije kao i elastičnog povrata se smanjuju, dok se točka razmekšanja povećava, što ukazuje na prisutnu termooksidativnu degradaciju faza u EVA polimeru i BIT-u kao primarni proces, a zatim proces sekundarnog umreženja. Fazni kut (δ) BIT-a i PmB-a nakon starenja pokazuje smanjenje vrijednosti i narušavanje platoa na krivulji δ /T, što ukazuje na razgradnju fizikalne mreže polimera, kao posljedica razgradnje polimera i BIT-a. PmB ima veću temperaturnu otpornost na trajnu deformaciju pri frekvenciji prometa u odnosu na BIT, što upućuje na bolja primjenska svojstva u cestogradnji. Iz dobivenih FTIR spektara se uočava da dodatak EVA polimera u količini do 7 % ne utječe puno na intenzitet apsorpcijskih vrpci karakterističnih za navedene uzorke. PmB sa 7 % EVA polimera nakon zračenja ukazuje na povećanje intenziteta apsorpcije veze karbonilne i hidroksilne skupine.

Reološka svojstva; Bitumen; Polimerom modificirani bitumen; Etilen vinil acetat; Dinamičko smični reometar (DSR); Stabilnost

nije evidentirano