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石墨烯复合改性橡胶沥青热老化及紫外老化性能研究
石墨烯复合改性橡胶沥青热老化及紫外老化性能研究
摘要：
随着交通运输业的发展和城市化进程的加快，道路建设以及路面维护成为一项重要的工作。然而，橡胶沥青作为道路材料，在长期的使用中会受到热老化和紫外老化等因素的影响，从而导致路面的劣化和寿命的降低。本研究以石墨烯为添加剂，通过复合改性橡胶沥青，研究了石墨烯对橡胶沥青热老化和紫外老化性能的影响。实验结果表明，石墨烯的添加能够显著提高橡胶沥青的热老化和紫外老化性能，从而延长路面的使用寿命。
关键词：石墨烯；复合改性；橡胶沥青；热老化；紫外老化
1.引言
橡胶沥青作为一种常用的道路材料，具有良好的耐候性和耐磨性。然而，在长期使用过程中，橡胶沥青会受到热老化和紫外老化等因素的影响，从而导致路面的劣化和寿命的降低。因此，如何提高橡胶沥青的耐老化性能是一个重要的研究方向。
石墨烯作为一种新型的纳米材料，具有优异的力学性能、导电性能和热导性能。石墨烯的添加可以改善材料的力学性能、导电性能和热导性能。此外，石墨烯还具有良好的耐老化性能，可以抵抗热老化和紫外老化等因素的影响。因此，将石墨烯添加到橡胶沥青中，可以有效地提高橡胶沥青的耐老化性能，延长路面的使用寿命。
2.实验方法
2.1材料准备
本实验采用普通橡胶沥青为基质，石墨烯为添加剂。橡胶沥青经过高温熔化后，将石墨烯粉末加入其中。采用机械搅拌的方式将石墨烯均匀分散在橡胶沥青中，得到石墨烯复合改性橡胶沥青。
2.2实验方法
首先，将制备好的复合改性橡胶沥青分别放置在高温烤箱和紫外老化箱中进行热老化和紫外老化实验。通过控制不同的老化时间和老化温度，研究石墨烯对橡胶沥青热老化和紫外老化性能的影响。
在实验结束后，采用扫描电子显微镜（SEM）、红外光谱分析仪（FTIR）和拉伸试验机等设备对热老化和紫外老化后的橡胶沥青进行表征和性能测试。
3.结果与讨论
3.1热老化性能
实验结果显示，石墨烯的添加显著提高了橡胶沥青的热老化性能。通过SEM观察，可以看到石墨烯的添加使得橡胶沥青的微观结构更加均匀紧密，减少了老化损伤的发生。同时，石墨烯的热导性能也有助于将热能迅速传导出去，减少了热老化的发生。
3.2紫外老化性能
实验结果表明，石墨烯的添加显著提高了橡胶沥青的紫外老化抗性。经过紫外老化测试后，石墨烯复合改性的橡胶沥青表面出现的龟裂、变形和颜色变化较少，说明其具有较好的紫外老化抗性。此外，通过FTIR分析还发现，石墨烯的添加能够减少橡胶沥青中的功能基团的破坏，降低老化程度。
4.结论
本研究通过石墨烯复合改性橡胶沥青，并研究了石墨烯对橡胶沥青热老化和紫外老化性能的影响。实验结果表明，石墨烯的添加能够显著提高橡胶沥青的热老化和紫外老化性能，延长了路面的使用寿命。因此，石墨烯复合改性橡胶沥青具有广阔的应用前景，在道路建设和路面维护中具有重要的意义。
参考文献：
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