沥青检测红外光谱仪 沥青检测傅里叶红外光谱仪
- 简介：红外光谱主要反映各类化学键的信息,能够对几乎所有的有机物进行分析,因此在石油化工、农业、医学等领域都有着广泛应用。沥青是一种组成复杂的有机混合物,对其组成和微观结构的探索从未间断。近些年来,利用红外光谱对沥青进行定性及定量分析的研究越来越多,主要集中在沥青识别、改性剂含量的测定、性能预测及老化机理研究等方面。2.1 沥青指纹识别 延长沥青路面寿命的关键在于如何有效控制道路沥青的
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红外光谱主要反映各类化学键的信息,能够对几乎所有的有机物进行分析,因此在石油化工、农业、医学等领域都有着广泛应用。沥青是一种组成复杂的有机混合物,对其组成和微观结构的探索从未间断。近些年来,利用红外光谱对沥青进行定性及定量分析的研究越来越多,主要集中在沥青识别、改性剂含量的测定、性能预测及老化机理研究等方面。
2.1 沥青指纹识别
延长沥青路面寿命的关键在于如何有效控制道路沥青的质量。传统的沥青质量控制主要是在实验室中通过测定沥青的基本性能指标来实现,这种方式不仅所需时间长,而且不能很好分辨出以次充好、品牌调换、相互混兑等现象,给工程建设带来许多安全隐患。而通过红外光谱扫描未知沥青样品,并将其谱图与数据库中已知牌号、产地的沥青谱图进行对比、分析就能快速辨别未知沥青的产地、牌号等信息,从而达到快速识别沥青的目的。由于此过程类似于指纹识别过程,因此叫做沥青的指纹识别。
沥青指纹甄别技术相对于传统的国标测量方法,用样量少、耗时短,具有明显的优势。但是,由于待测沥青的红外谱图需要和标准库中对应品牌谱图进行比对,因此,在实际使用过程中需要根据沥青生产厂家工艺参数的调整及时更新数据库,确保沥青标准库来源的准确性,避免出现误判。
2.2 沥青中改性剂含量的测定
改性剂可以提高沥青的抗疲劳性能、温度敏感性、抗开裂性能等,延长沥青材料的使用寿命,因此各种各样的改性沥青被用于路面建设。我国的实体工程中常用的改性剂是SBS,其掺量一般为4%～5%,但一些厂家为降低成本,擅自减少SBS的掺量或用廉价的改性剂替代,影响工程建设的质量和使用安全。因此,改性剂的实际掺量对于保障改性沥青品质和工程质量极为关键,寻求一种快速检测改性剂掺量的方法成为近年的研究热点。
但在实际过程中,不同种类及牌号的改性剂嵌段比不同,在测试中可能会出现低掺量,高966 cm-1吸收峰的情况;此外,一些不法厂家可能会掺入一定量含有该特征基团的物质,企图蒙混过关。所以,仅利用红外光谱来测定改性沥青中改性剂的含量仍存在不足,若采用核磁共振技术,对改性沥青中不同环境H原子的丰度进行测定,可对改性剂的嵌段比及结构进行更可靠的分析,进一步提高改性剂含量检测的准确度。
2.3 沥青性能预测
沥青的宏观特性与微观结构的联系一直是该领域的研究热点。基于红外光谱的沥青性能预测方法是指利用红外光谱形成大量沥青样品的谱图,建立宏观性能与谱图相联系的数学模型,从而实现对未知沥青样品性能的预测。
2.4 沥青老化机理研究
沥青在加工、储运、施工及使用过程中因热、紫外线和氧等因素会发生一系列的物理及化学变化而老化,导致其性能逐渐下降,影响工程质量及寿命。有研究人员发现沥青老化是引起沥青路面低温裂缝和其他病害的主要原因。因此,探究沥青老化的内在机理,对减缓沥青老化的负面影响及抗老化沥青材料的开发有重要意义。利用红外光谱仪研究了不同沥青热氧老化的特征,认为沥青在与空气接触时,分子链及链段中的活性基团便会与空气中的氧气分子结合并反应生成含羰基的极性大分子,导致沥青老化。
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