长安大学颜录科教授团队 Compos. Commun.：端氨基聚乙烯在提高改性沥青储存稳定性方面的研究进展

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沥青路面受交通荷载增加和苛刻气候条件等影响，服务质量和使用寿命受到严峻挑战。为了满足现代交通的需求，聚合物改性沥青是提高沥青路面性能的最有效的方法之一。聚乙烯因其价格低廉、性能优异而被选为沥青改性剂。在沥青中引入聚乙烯可以提高沥青抗永久变形和疲劳的能力。然而，聚乙烯改性沥青储存稳定性差，限制了其大规模应用。具有良好储存稳定性的聚乙烯改性沥青的制备仍然具有挑战性。

长安大学颜录科教授和中科院化学所李化毅副研究员合作，设计了一种通过在聚乙烯链末端添加官能团来提高聚乙烯改性沥青储存稳定性的策略。本文合成了一种低分子量端氨基聚乙烯（NPE），并将其用于改性沥青（图1）。端氨基聚乙烯分子上的极性基团可与沥青中酸性物质反应，形成网络结构。且添加相同质量的改性剂，由于端氨基聚乙烯的分子量较小，NPE改性沥青中氨基的占比较高，从而使其具有优异的贮存稳定性。具体而言，添加3 wt%和5 wt% NPE的改性沥青，顶部与底部软化点之差分别低至1.1°C和0.4°C（表1）。

图1. 端氨基聚乙烯改性沥青示意图。

端氨基聚乙烯的加入降低了基质沥青的针入度（图2A），提高了低温延展性（图2B），表明NPE改善了基质沥青的低温性能与硬度。通过动态剪切流变仪和应力蠕变恢复测试说明了NPE的加入对基质沥青流变性的改善（图2C,D,E），沥青的刚度，弹性以及抗车辙性能得到提高。荧光显微镜图像证实了NPE在沥青中均匀分散（图2F）。他们的工作表明，降低PE分子量同时加入极性集团的策略成功地提高了PE改性沥青的储存稳定性同时兼具良好的路面性能。这项工作将为PE在沥青中的储存稳定性提供进一步的指导。

表1. 改性沥青顶部与底部软化点差

图2.（A）沥青针入度，（B）沥青延度，（C）沥青复合模量（D）沥青相位角，（E）沥青不可恢复蠕变柔量，（F）沥青荧光显微镜图

该工作以“Facile synthesis of polyethylene-modified asphalt by chain end-functionalization”为题发表在Composites Communications上。长安大学研究生李孟茹为第一作者，颜录科教授、丛培良教授和中科院化学所李化毅副研究员为共同通讯作者。该研究工作得到长安大学中央高校项目和陕西省重点研发项目的支持。

原文链接：

https://doi.org/10.1016/j.coco.2022.101088

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