Модификаторы полифункционального действия для получения окисленных дорожных битумов с улучшенными свойствами

• Автор: Петров, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 187 с. : ил.

1.1 Состава и строения остаточного нефтяного сырья

1.2 Особенности строения нефтяной дисперсной системы в

тяжелых нефтяных остатках

1.3 Способы получения нефтяных битумов

1.3.1 Технология окисления остаточного нефтяного сырья

1.3.2 Химизм окисления тяжлых нефтяных остатков

1.3.3 Интенсификация процесса получения окисленных битумов

1.4 Взаимосвязь качественных показателей нефтяных битумов

с их составом и структурой

1.4.1 Влияние парафиновых углеродов на эксплуатационные

свойства битумов

1.5 редпосыл ки разработки модифицированных битумов
дорожного назначения
1.5.1 Модификация битума поверхностно активными веществами
1.5.2 Модификация нефтяного битума полимерными
соединениями
ГЛАВА 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований
2.2 Стандартные и инструментальные методы исследований
2.2.1 Инструментальные методы исследований
2.2.1.1 Метод адсорбционножидкостной хроматографии
2.2.1.2 Метод инфракрасной спектроскопии
2.2.1.3 Спектроскопия электронного парамагнитного резонанса
2.2.1.4 Электронная микроскопия
2.2.1.5 Импульсный ядерный магнитный резонанс
2.3 Стандартные методы исследований
2.3.1 Лабораторная установка получения окисленных битумов
Исследование физикохимических свойств битумов Метод определения глубины проникания иглы Метод определения температуры размягчения Метод определения растяжимости Метод определения температуры хрупкости но Фраасу Метод определения изменения массы после прогрева Методы определения сцепления битума с мрамором и песком Исследование физикомеханических свойств асфальтобетонных смесей
Научно прикладные основы процесса окисления активированного остаточного нефтяного сырья Пригодность сырья для производства окисленных битумов Изучение закономерностей получения окисленных битумов на основе активированного гудрона
Адсорбционножидкостная хроматография для изучения окисления активированного и неактивированного гудрона Применение ИКспектроскопии для изучения строения продуктов окисления активированного гудрона Исследования окисления 1удрона с помощью импульсного ядерномашитного резонанса Определение тврдых парафиновых углеводородов в тяжлом нефтяном остатке и продуктах его окисления методом импульсного ЯМР
Изучение закономерностей реологических свойств и группового состава окисленных гудронов Определение взаимосвязи параметров ядерного магнитного резонанса с динамической вязкостью окисленных гудронов
Изучение взаимных превращений компонентов активирующей добавки в условиях модификации остаточного нефтяного сырья
Окисление остаточного нефтяного сырья с участием сополимера этилена с винилацетатом
Модификация гудрона сополимером этилена с винилацетатом
Окисление гудрона модифицированного сополимером этилена с винилацетатом
Оценка эффективности окисления активированного и модифицированного остаточного нефтяного сырья Исследование физикохимических свойств окисленных битумов
Исследование физикомеханических свойств асфальтобетонных смесей на основе окисленыых битумов Разработка модификаторов для битумов дорожного назначения
Влияние компонентов активирующий добавок на групповой состав и физикохимические свойства битума Влияния сополимеров этилена с винилацетатом на физикохимические свойства битума Разработка полифункционального модификатора на основе активирующей добавки и сополимера этилена с винилацетатом
Исследование физикомеханические свойства асфальтобетона на основе модифицированных битумов Разработка составов модификаторов для битумов дорожного назначения на основе альтернативного регионального сырья
Технологические схемы производства модификаторов и битумов на их основе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ ПРИЛОЖЕНИЯ
ВВЕДЕНИЕ


В настоящее время большинство исследователей представляют битумы как дисперсную систему, которая в зависимости от условий может быть в виде суспензий или коллоидного раствора, основу дисперсной системы битумов считают асфальтенами, в. Несмотря на большое количество работ, посвящнных изучению нефтяных остатков и продуктов их переработки 5, , , ,, малоизученными остаются структурные и фазовые превращения смолистоасфальтеновых веществ, что вызвано чрезвычайной сложностью их химического состава , а так же полимолекулярностью , изменяющимися в широком интервале в зависимости от природы нефтяного сырья и технологии его переработки. В настоящее время большинство исследователей представляют битумы как нефтяную дисперсную систему , , состоящею из дисперсной фазы представляющей собой ассоциаты асфальтенов и смол, и дисперсионной среды раствора парафинонафтеновых и ароматических углеводородов или спиртобензольных смол. Коллоидные образования смолистоасфальтеновых веществ в литературе часто называют мицеллами, ассоциатами, агрегатами, комплексами. В последнее время, по вопросам ассоциирования связанного с асфальтеиами появилось много работ и обзоров , , , интересно, что в этих работах ассоциация асфальтенов объясняется с помощью полярных эффектов, водородных и донорноакцепторных связей, хотя некоторые исследователи указывают на силы ВандсрВаальса. При концентрическом расположении компонентов мицеллы, ядром является частица углерода окруженная адсорбированными асфальтеиами, причем каждый последующий адсорбированный слой состоит из компонентов с меньшей молекулярной массой. Мицеллы удерживаются в диспергированном состоянии смолами, которые шрают роль защитных коллоидов или стабилизаторов . Почти все исследователи сходятся во мнении, что компоненты с наиболее четко выраженными ароматическими свойствами и с наибольшей молекулярной массой ближе примыкают к ядру коллоидной мицеллы. Таким образом, вокруг ядра располагаются последовательно слои компонентов все более низкой молекулярной массы и с постепенно снижающейся ароматичностью, переходящей в интермицеллярную жидкость. Позднее Пфайфер и Сааль предложили модель мицеллы битума, состоящей из пяти слоев разных групп углеводородов, расположенных от центра к периферии в следующем порядке ароматические высокомолекулярные соединения, затем низкомолекулярные ароматические, нафтеноароматические, нафтенопарафиновые и соединения парафинового характера. Так мицеллы в зависимости от количественного и качественного состава битума могут быть агрегированы и пептизироваиы в различной степени с образованием коллоидных систем с различными физическими свойствами 2,. При рассмотрении нефтяных систем как коллоидных , значительный интерес представляют условия, при которых возможно самопроизвольное диспергирование. В этом случае возникают термодинамические равновесные двухфазные системы. Вопросы о причинах существования подобных систем рассматривались в работах Ребиндера П. А., Щукина Е. Д., Русанова А. Н., Фукса Г. И. и других. Возникновение термодинамически устойчивых коллоидных систем возможно в области весьма малых значений свободной поверхностной энергии поверхности раздела двух фаз. Прирост раздела свободной поверхностной энергии при диспергировании компенсируется возрастанием энтропии системы вследствие образования большого количества дисперсных частиц, при этом образующиеся дисперсные частицы включаются в броуновское движение . Эти взгляды объясняют некоторые физические свойства битумов, . Поскольку химическая структура, содержащихся в битумах соединений непрерывно изменяется, вызывает сомнение возможность существования в битумах резко выраженной поверхности раздела между дисперсной фазой и дисперсионной средой. В коллоидной структуре битумов очень большое значение имеет окружение асфальтенов, образующих ядро дисперсной системы . При достаточном содержании в этом окружении смол и полициклических ароматических углеводородов, хорошо пептизирующих асфальтены, в битуме формируется коллоидная структура типа золь, отличительной особенностью которой считаются небольшие размеры коллоидных частиц, определяемые в нем специальными физикохимическими исследованиями.