基于分子动力学的生物质油改性沥青相容性研究

作者：丁鹤洋; 汪海年^*; 徐宁; 王宠惠; 屈鑫; 尤占平

来源：材料导报, 2023, 37(02): 248-255.

• 沥青路面
• 相容性
• 分子动力学
• 荧光显微镜
• 生物质油
• 改性沥青

为研究生物质油改性沥青的相容稳定性，基于分子动力学方法构建了基质沥青、生物质油改性沥青和SBS改性沥青模型，依据热力学判据、Flory-Huggins相互作用参数和分子极性对生物质油改性沥青和SBS改性沥青的相容性进行定量对比分析。借助荧光显微镜观测两类改性沥青以进一步验证和支持数值模拟结果。研究发现，在158 K和294 K处，SBS改性沥青出现了两次明显的玻璃化状态转变，而生物质油改性沥青仅在262 K处出现一次玻璃化状态转变；生物质油的溶解度参数与基质沥青的溶解度参数更为接近；SBS-基质沥青的相互作用参数(0.689 1)高于生物质油-基质沥青(0.612 0);生物质油的电偶极矩高于SBS改性剂，因而生物质油-基质沥青体系会产生强烈的吸引；SBS结构为直链线性，难以与沥青质等多环芳烃结构发生相互作用；SBS改性沥青的荧光显微结构中出现大规模荧光点，相态分离明显，而生物质油沥青荧光点少，相态均一。综合分析，生物质与基质沥青之间表现出更好的相容稳定性。

• 单位
  土木与环境工程系; 长安大学; 公路学院; 土木工程学院