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弹性体(SBS)改性沥青防水卷材因其具有优良的抗高温流动和低温开裂性能而得到广泛使用。然而,由于弹性体改性沥青材料长期暴露在紫外光、热、氧等自然环境下而极易发生老化,低温柔性显著下降,容易出现开裂,导致建筑屋面防水层遭到破坏而发生渗漏。因此,提高SBS改性沥青的耐紫外光和耐热氧老化性能,对于延长沥青基防水卷材的使用寿命具有重要意义。本文采用层状双羟基复合金属氢氧化物(LDHs)、抗氧剂、反应性助剂多聚磷酸(PPA)及其复合物作为改性剂制备了耐老化弹性体改性沥青。研究了这些改性剂对弹性体改性沥青软化点、低温柔性的影响,并对耐老化弹性体改性沥青进行加速紫外光老化和热氧老化实验,分别研究了改性剂对弹性体改性沥青耐紫外光老化和耐热氧老化性能的影响。采用红外光谱和荧光显微镜分别分析改性沥青老化前后化学结构和微观相形貌结构的变化情况,探讨改性剂对弹性体改性沥青老化前后性能影响的作用机理。主要研究结论如下:(1)LDHs提高了弹性体改性沥青的软化点和低温柔性,改善了弹性体改性沥青的抗高温流动性能和抗低温开裂性能,抗氧剂1076和抗氧剂168均使LDHs/弹性体改性沥青的软化点进一步升高。经过紫外光老化和热氧老化后,加有LDHs的弹性体改性沥青的老化程度明显低于弹性体改性沥青。抗氧剂1076和抗氧剂168使3%LDHs/弹性体改性沥青的抗老化性能得到进一步改善,但抗氧剂1076的改善效果比抗氧剂168更为明显。此外,根据LDHs和抗氧剂对弹性体改性沥青老化前后性能的影响趋势可以看出,LDHs、抗氧剂1076和抗氧剂168的适宜掺量分别为3%、0.6%和0.6%。(2)将抗氧剂1076和抗氧剂168按1∶1的比例组成复合抗氧剂,并用于改善LDHs/弹性体改性沥青的抗老化性能。紫外光老化和热氧老化实验结果表明,抗氧剂1076和抗氧剂168所组成的复合抗氧剂发挥了两种抗氧剂的协同作用,比任一单一抗氧剂改善LDHs/弹性体改性沥青耐老化性能的效果更为突出。弹性体改性沥青抗老化性能的进一步提高得益于抗氧剂1076和抗氧剂168分别具有俘获活性自由基和分解氢过氧化物的能力以及LDHs的层状结构具有紫外线屏蔽功能,三种添加剂在改善弹性体改性沥青抗老化性能的机理上相互补充,使弹性体兼备优良的抗紫外光老化及抗热氧老化性能。(3)PPA加入到LDHs/弹性体改性沥青中,能够与沥青和SBS分子反应,起到交联缔合作用,从而提高弹性体改性沥青的抗高温能力,如加入0.8%的PPA使得弹性体改性沥青的软化点提高了8℃。同时,储存稳定性测试结果显示,0.6%的PPA即可使弹性体改性沥青在离析管上、下两部分的软化点差值由未加入PPA的9.5℃下降到1.2℃,表明PPA显著改善了弹性体改性沥青的储存稳定性能。紫外光老化和热氧老化实验结果反映出PPA能够减弱弹性体改性沥青紫外光老化和热氧老化后软化点增加和低温柔性的下降,对弹性体改性沥青性能恶化速度具有减缓作用。(4)FTIR分析结果表明,改性沥青进行紫外光老化后,其中含氧官能团C=O、S=O等特征吸收峰强度增大,反映出改性沥青在老化过程中发生了氧化反应,生成了含氧官能团,而丁二烯基上的C=C的特征峰强度减弱,反映出SBS在老化过程中双键断裂,发生了降解反应。LDHs和抗氧剂加入到弹性体改性沥青中,能抑制沥青氧化缩合与SBS断链降解反应的发生,使得含氧官能团增大和碳碳双键减少的幅度降低。PPA加入到LDHs/SBS改性沥青中,可抑制沥青氧化缩合老化反应速率,但对SBS断链降解反应速率影响较小。(5)荧光显微镜分析结果显示,SBS改性沥青老化后,SBS在沥青中形成的网络结构逐渐被破坏,由SBS连续、沥青分散相结构逐渐向均一相转变,相界模糊甚至消失。而LDHs/抗氧剂/SBS改性沥青老化后,仍然可以观察到SBS在沥青中形成的两相分散结构,进一步说明了LDHs与抗氧剂的复合使用可以显著改善SBS改性沥青的抗老化性能。此外,PPA改变了SBS改性沥青的相貌结构,使SBS与沥青的相分离结构变得模糊,体系的相容性得到提高,但是老化后,沥青相结构仍然可以观察到,但SBS相结构变得更为模糊,说明沥青的老化被抑制,但SBS的降解仍然较为明显。