Интенсификация производства окисленных битумов и модифицированные битумные материалы на их основе

• Автор: Кемалов, Алим Фейзрахманович
• Шифр специальности: 02.00.13
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Казань
• Количество страниц: 354 с. : ил.

1.2 Дисперсная структура нефтяных битумов

1.2.1 Структура смолистоасфальтеновых компонентов

1.2.2 Физикохимическая механика битумов

1.3 Модификация нефтяных битумов

1.3.1 Модификация поверхностноактивными веществами

1.3.2 Модификация полимерами

1.4 Получение нефтяных битумов

1.4.1 Получение остаточных битумов

1.4.2 Получение окисленных битумов

1.4.3 Каталитическое получение битумов

1.5 Получение битумполимерных композиций

1.6 Битумноэмульсионные материалы
1.6.1 Особенности эмульгирования битумов
1.6.2 Поверхностная активность битумов
1.6.3 Влияние группового состава и структуры битумов на их эмульгируемость
1.7 Битумные лакокрасочные материалы
Глава 2 Объекты и методы исследований
2.1 Объекты исследований
2.2 Методы исследования свойств НДС битумов и битумных
материалов
2.2.1 Методы определения дисперсности НДС. Кондуктометриче
ский метод
2.2.2 Спектроскопические методы анализа
2.2.2.1 Импульсная ЯМРспектроскопия
щф ЭПРспектроскопия
2.2.3 Исследования характеристик битумов
2.2.3.1 Методы определения сцепления битума с мрамором и песком ГОСТ 8
2.2.3.2 Метод определения температуры хрупкости по Фраасу
2.2.3.3 Метод определения растяжимости
2.2.3.4 Метод определения глубины проникания иглы
2.2.4 Типы битумных эмульсий и их характерные особенности
2.2.4.1 Определение содержания воды в составе эмульсии
2.2.4.2 Ситовой анализ водобитумных эмульсий
2.2.4.3 Определение содержания битума с эмульгатором
2.2.4.4 Определение однородности эмульсий
Ф 2.2.4.5 Определение устойчивости битумной эмульсии при хранении
2.2.5 Исследование битумных лакокрасочных материалов
2.2.4.1 Нанесение ЛКМ методом налива
Определение твердости битумных покрытий Определение адгезии методом решетчатых надрезов Определение прочности ЛКП при изгибе на шкале гибкости ШГ Разработка рациональных методов активирования остаточного сырья для производства окисленных битумов по интенсивной технологии
Исследование размеров и количества дисперсных частиц НДС методами кондуктометрии и оптической микроскопии Адсорбционножидкостная хроматография для активированных и неактивированных гудронов
Применение импульсного метода ЯМР для экспресс анализа группового химического состава остаточного нефтяного сырья и битумов
Структурнодинамический анализ в исследовании физикохимических свойств дорожных битумов Применение ИКспектроскопии для изучения строения продуктов окисления остаточного сырья
Применение метода ЭПР для исследования влияния активирующей добавки на изменение концентрации парамагнитных центров в окисленных продуктах
Дифференциальнотермический и термогравиметрический методы анализа для оценки влияния активирующей добавки на окисляемую НДС
Исследование влияния металлов переменной валентности на скорость и качество окисленных битумов Получение асфальтобетонных смесей на основе активированных битумов металлизированными порошками Разработка технологического оформления производства битумов различными методами
Интенсивная технология по непрерывной схеме окисления Технология производства битумов бескомпрессорным методом окисления Выводы к главе
Принципы и методология модификации дорожных битумов и разработка технологических способов приготовления адгезионных присадок и битумных материалов Химия и технология производства адгезионных присадок для дорожных битумов с использованием вторичных продуктов нефтехимического синтеза
Выбор оптимального режима технологии получения адгезионной присадки на основе спланированного математического эксперимента
Использование олеиновой кислоты и полиэтиленполиамина в производстве адгезионных присадок
Влияние лигнина и стеариновой кислоты на адгезионные свойства дорожных битумов
4.2.
4.2.
4.2.
4.2.6 4.
5.
5.1.
5.1.
5.1.
5.1.
5.1.8 5.
Получение высококачественных битумных вяжущих для дорожного и гражданского строительства с использованием продуктов нефтехимии
Исследование процессов растворения полимеров импульсным ЯМР на примере СКЭПТ и фракции аолефинов Сгб Битумполимерные вяжущие на основе сополимера этилена с винилацетатом
Использование вторичных продуктов нефтехимии в качестве растворителей сополимера этилена с винилацетатом в производстве битумполимерных вяжущих Приготовление вяжущего для дорожного строительства с использованием древесных и тяжелых смол пиролиза Исследование возможностей использования невулканизированной резины в качестве модификатора битумнорезиновых вяжущих
Битумполимерные вяжущие с использованием смол димстилформамида и лигнина
Исследование закономерностей взаимодействия остаточного нефтяного сырья, битумов и асфальтобетонных смесей с элементной серой
Разработка технологии производства водобитумных эмульсий, модифицированных продуктами нефтехимии Тяжелые смолы пиролиза в производстве водобитумных эмульсий
ЯМР и ИК спектроскопические исследования тяжелых смол пиролиза
Исследование особенностей состава и структуры тяжелых смол пиролиза методом импульсного ЯМР Реологические следования битумносмоляных эмульсий Качественные характеристики битумов, выделенных из битумных эмульсий
Исследование влияния тяжелых смол пиролиза на свойства холодных асфальтобетонных смесей
Разработка принципиальной технологической схемы производства водобитумных смоляных эмульсий Использование РПАА в качестве основного рабочего аппарата в производстве битумных эмульсий.
Использование импульсной техники ЯМР для оперативного контроля качества битумных эмульсий
Методика определения содержания воды в нефтяных и битумных эмульсиях.
Описание технологической схемы производства водобитумных смоляных эмульсий.
Разработка теоретических и практических основ получения эмульгаторов для водобитумных эмульсий Синтез эмульгаторов на основе аолефинов С
5 8 8 8 8 2 4
5.2.2 Синтез поверхностноактивных веществ на основе четвертичных солей аммония
5.2.3 Синтез поверхностноактивных веществ с использованием продуктов нефтехимии
5.2.3.1 Получение целевых продуктов
5.2.3.2 Исследование поверхностноактивных свойств продуктов синтеза
5.2.4 Исследование эмульгирующих свойств ПАВ в отношении водобитумных эмульсий
Глава 6 Научнопрактические основы производства и применения
модифицированных битумных мастик и лакокрасочных материалов
6.1.1 Разработка технологии получения битумполимерных мастик с использованием роторнопульсационного акустического аппарата.
6.1.2 Получение на основе регионального сырья штукатурных изоляционных мастик
6.2 О возможности получения лаковых спецбитумов из высоковязких нефтей и природных битумов МордовоКармальского месторождения
6.2.1 Исследование влияния химического состава тугоплавких битумов на физикомеханические свойства битумных лакокрасочных материалов
6.2.2 Модифицирование битумных изоляционных материалов
6.2.3 Пигментирование битумных лакокрасочных материалов высокомодульными наполнителями различной геометрической формы
6.2.4 Физикомеханические исследования седиментационно устойчивых пигментированных битумных лакокрасочных материалов
6.2.5 Регулирование органодисперсной структуры битумных лаков полимерами
6.2.6 Влияние процесса акустической механообработки на реологические и физикохимические свойства битумполимерных ЛКМ
6.2.7 Разработка принципиальной технологической схемы производства битумных лакокрасочных материалов
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Одной из определяющих в настоящее время тенденций развития дорожного строительства в РФ и зарубежом является все более широкое использование эмульсий в качестве вяжущих материалов. Это связано с экономическими, экологическими и рядом технических преимуществ эмульсий перед жидкими битумами. В техническом плане, в году появляются катионные эмульсии. Учитывая их собственные свойства, они быстро заменяют анионные эмульсии в году, спустя всего лишь лет после первых испытаний, производственного тоннажа были катионными эмульсиями, а в они превышают . По своим свойствам, главным образом по агрегативной устойчивости, эмульсии разделяются на две группы разбавленные, в которых концентрация дисперсной фазы мала до 0,1, и концентрированные, в которых концентрация дисперсной фазы значительна выше 0,1. Эмульсии, содержание, дисперсной фазы в которых превышает по объему, называются высококонцентрированными. Отличительной особенностью таких эмульсий является взаимное деформирование капелек дисперсной фазы, в результате чего они приобретают форму многогранников полиэдров, разделенных тонкими пленками прослойками дисперсионной среды. Пользуясь эффективными, правильно выбранными эмульгаторами, можно получить эмульсию требуемого типа с очень высокой концентрацией дисперсной фазы до 7,8. Разбавленные эмульсии типа мв можно стабилизировать электролитами, создающими двойной электрический слой на поверхности эмульгированных капель. Устойчивость, разбавленных эмульсий зависит от величины электрокинетического потенциала и связанной с ним толщины сольватной оболочки. Они устойчивы без эмульгаторов 9. По общему объему производства нефтяных битумов РФ занимает второе место в мире после США соответственно и млн. Следует отметить, что из вырабатываемых в России битумов около процентов составляют дорожные, процентов строительные, процентов кровельные марки битумов. При этом, потребность в битумах в целом удовлетворяется на процентов, а потребность в дорожных битумах не более чем на процентов. В РФ действует 9 ГОСТов и ТУ, по которым можно вырабатывать марок битумов1. До сих пор нет единого критерия пригодности битумов для дорожного строительства. Наиболее известной является оценка нефтей для их пригодности к битумному производству БашНИИНП А С 2,5П 0, где А количество асфальтенов, С смол, П парафинов в битуме 2. Наглядной иллюстрацией роли битумных эмульсий в структуре потребления органических вяжущих материалов в ведущих странах может послужить таблица 1. Ассоциации производителей битумных эмульсий i ii. Международной Федерации по битумным эмульсиям Ii i i i I и Международной дорожной федерации Ii i, I. Таблица 1. Битумные эмульсии в структуре потребления вяжущих материалов в ведущих странах мира. Из приведенной в таблице 1. Лидером по валовому выпуску эмульсий является США, а по относительной доле битумных эмульсий первое место принадлежит Франции. В России битумные эмульсии являются относительно новым видом вяжущего и вплоть до середины х годов вязкие дорожные битумы были, и преимущественно остаются, чуть ли не единственным видом органического вяжущего, используемого в дорожном строительстве. В связи с этим, в настоящее время в РФ доля битумных эмульсий в общей структуре органических вяжущих материалов не превышает 1, , в то время как в развитых странах этот показатель достигает . Обусловлены их сложным химическим составом и структурномеханическими свойствами. Применяемые в настоящее время в дорожном строительстве нефтяные битумы, даже одной и той же марки, не представляют собой строго одинакового продукта, так как нефти, из которых получают битумы, и технология их переработки на различных заводах неодинаковы. Поэтому не все битумы в одинаковой мере пригодны для получения эмульсий. Одни из них эмульгируются хорошо, другие с трудом, третьи вовсе не эмульгируются. До настоящего времени нет общего критерия для ответа на вопросы будет ли данный битум эмульгироваться вообще, и какой эмульгатор будет его наиболее легко эмульгировать. Исследователи отмечают, что эмульгируемость битума зависит от физикохимических свойств системы битум эмульгатор 6, .