Модифікування бітумів з парафінистих залишків каучуками і гумою

Abstract

Наведено результати досліджень основних закономірностей процесу модифікування бітумів, одержаних з залишків переробки парафінистих нафт гумовою крихтою і каучуками. Вивчено вплив технологічних чинників на основні показники якості отриманих модифікованих бітумів. Встановлено оптимальні параметри процесу модифікування бітумів. Вивчено термічну стійкість гумової крихти дериватографічним методом. Встановлено механізм модифікування бітумів гумовою крихтою за низьких та високих температур. Наведено результати досліджень фізико-хімічних характеристик трикомпонентних бітумних композицій «бітум : лляна олія : каучук СБС» і «бітум : лляна олія : гумова крихта», які можуть використовуватися для одержання рулонних покрівельних матеріалів холодного нанесення. Вивчено залежність температури розм’якшення, дуктильності, пенетрації, адгезії, еластичності та водостійкості бітумних композицій залежно від їхнього складу. Запропоновано принципову технологічну схему установки одержання модифікованих бітумів та бітумних композицій спеціального призначення. Приведены результаты исследований основных закономерностей процесса модифицирования битумов, полученных из остатков переработки парафинистых нефтей каучуками и резиновой крошкой, полученной в результате измельчения изношенных автомобильных шин. Изучено влияние технологических факторов на основные показатели качества полученных модифицированных битумов. Подтверждена высокая эффективность катионных латексов используемых в качестве модификаторов нефтяных битумов. Установлены оптимальные параметры процесса модифицирования битумов. Изучена термическая стабильность резиновой крошки дериватографическим методом. Установлен механизм модифицирования битумов резиновой крошкой при низких и высоких температурах. Установлено, что при модифицировании нефтяных битумов резиновой крошкой при низких температурах (160-180оС) основным явлением, сопровождающим модификацию, является набухание резиновой крошки, а при высоких температурах (220-250оС) происходит частичная или полная девулканизация резины. Описанный в работе механизм согласуется с результатами дериватографических исследований резиновой крошки, а также с результатами изучения процесса набухания резиновой крошки и результатами золь-гель анализа ГК в процессе модифицирования. Приведены результаты исследований физико-химических характеристик трехкомпонентных битумных композиций «битум: льняное масло: каучук СБС» и «битум: льняное масло: резиновая крошка», которые могут использоваться для получения рулонных кровельных материалов холодного нанесения. Изучена зависимость температуры размягчения, дуктильности, пенетрации, адгезии, эластичности и водостойкости битумных композиций в зависимости от их состава. В результате изучения зависимостей между составами трехкомпонентных смесей и их свойствами определен оптимальный состав битумной композиции, соответствующей всем требованиям, предъявляемым к битумным материалам холодного нанесения, температура размягчения которой достигает 80оС, что значительно лучше существующих аналогов. Предложена принципиальная технологическая схема установки получения модифицированных битумов и битумных композиций специального назначения, которая может работать в трех режимах: модифицирования битума каучуками; модифицирования битума резиновой крошкой; получения битумных композиций для производства на их основе рулонных самоклеящихся кровельных материалов холодного нанесения. The main regularities of the modification process of bitumen produced from the residue of paraffinic oils with rubber crumb and rubbers have been obtained. The effect of operational parameters on the quality indices of the modified bitumen has been investigated. The process optimal parameters have been determined. The thermal stability of the rubber crumb has been studied using derivatography. The mechanism of bitumen modification with rubber crumb has been established at low and high temperatures. The experimental results about the physico-chemical characteristics of three-component compositions bitumen : linseed oil : SBS rubber and bitumen : linseed oil : rubber crumb may be used for the production of cold applied roll roofing and insulating materials. The dependence of softening temperature, ductility, penetration, adhesion, elasticity and waterproofness of bitumen compositions depending on their structure has been studied. The schematic flowsheet to produce modified bitumen and bitumen compositions of special application was proposed.