中间相沥青与石墨烯的相互作用及其熔体流变性能的研究.docx

中间相沥青与石墨烯的相互作用及其熔体流变性能的研究
中间相沥青与石墨烯的相互作用及其熔体流变性能的研究
摘要：中间相沥青是一种重要的路面材料，其流变性能对于道路的耐久性和安全性有着重要影响。石墨烯作为一种二维纳米材料，具有优异的力学性能和导热性能，在沥青中添加石墨烯可以改进沥青的性能。本文主要研究了中间相沥青与石墨烯的相互作用机制，并分析了其对熔体流变性能的影响。
关键词：中间相沥青、石墨烯、相互作用、熔体流变性能
引言：
中间相沥青是一种由油质组分、各种沥青质聚合物和一些无机颗粒组成的复合材料，广泛应用于道路建设中。中间相沥青的流变性能对于道路的耐久性和安全性有着重要影响。石墨烯，作为一种二维的碳纳米材料，具有高强度、高导热性、高柔韧性等优异的性能，可以在沥青中作为增强剂添加，改善沥青的力学性能和导热性能。因此，研究中间相沥青与石墨烯之间的相互作用机制以及它们对熔体流变性能的影响具有重要意义。
1.中间相沥青与石墨烯的相互作用机制
中间相沥青与石墨烯之间的相互作用机制可以通过表面张力、静电作用力以及物理吸附等方式来实现。首先，石墨烯具有大量的羰基和羟基官能团，可以与中间相沥青中的油质组分和沥青质聚合物发生氢键和范德华力等相互作用。其次，石墨烯的大表面积可以提供更多的接触面，增加了与中间相沥青的接触机会。此外，石墨烯的高柔韧性也有助于与中间相沥青形成可靠的物理连接。因此，中间相沥青与石墨烯之间可以形成稳定的相互作用。
2.石墨烯对中间相沥青的流变性能的影响
实验证明，添加石墨烯可以显著改善中间相沥青的流变性能。首先，石墨烯具有优异的力学性能，可以增强中间相沥青的抗拉强度和弹性模量。其次，石墨烯的高导热性可以提高中间相沥青的导热性能，降低路面温度和应力，从而延缓道路的老化和损坏。此外，石墨烯的增强作用还可以提高中间相沥青的耐剪切性能，减少沥青层的剪切变形和滑移。
3.中间相沥青与不同形态石墨烯的相互作用和流变性能比较
不同形态的石墨烯对中间相沥青的相互作用和流变性能有着不同的影响。实验研究发现，与石墨烯纳米片相比，石墨烯纳米粉具有更好的分散性和增强作用。此外，图状石墨烯和多层石墨烯等形态也可以有效提高中间相沥青的流变性能。因此，在实际应用中，可以根据需要选择合适的石墨烯形态来改善中间相沥青的性能。
结论：
中间相沥青与石墨烯之间可以形成稳定的相互作用机制，添加石墨烯可以显著改善中间相沥青的流变性能。石墨烯的高强度、高导热性和高柔韧性等优异性能使其成为一种理想的增强剂。此外，不同形态的石墨烯对中间相沥青的相互作用和流变性能有不同的影响，可以根据需要进行选择。因此，在中间相沥青的研究和应用中，石墨烯具有广阔的应用前景。
参考文献：
1.Zhang,N.,Qin,B.,Xue,Y.,Li,P.,&Sun,Y.(2019).Improvingthemechanicalpropertiesandagingresistanceofasphaltbyincorporatinggraphenenanosheets.ConstructionandBuildingMaterials,223,351-361.
2.Luo,D.,Gao,Z.,Yan,F.,&Yang,Y.(2019).Afundamentalstudyonthegrapheneandasphaltenemultilayers.ColloidsandSurfacesA:PhysicochemicalandEngineeringAspects,578,123673.
3.Liu,G.,Wang,W.,&Yu,J.(2019).Asphaltene-StabilizedGrapheneHybrids:ControlledSynthesisandEnhancedThermalConductivity.Industrial&EngineeringChemistryResearch,58(1),206-214.
4.Taha,R.,Ullah,A.,Li,S.,Abiola,O.R.,Collin,A.,&Younas,A.(2017).Grapheneoxidemodifiedbituminousbinders:Improvementofrheologicalandopticalperformance.ConstructionandBuildingMaterials,156,54-64.