Asfalta paraugu mikromorfoloģijas un galveno elementu satura izmaiņas

Lūdzu sazinietiesoscar.xiao@wecistanche.comlai iegūtu vairāk informācijas

Abstract:Lai samazinātu asfalta termiski oksidatīvo novecošanos un kaitīgo gaistošo vielu izdalīšanos asfalta seguma izbūves laikā, tika izstrādāts jauns salikts pretnovecošanās līdzeklis. Tā kā asfalta termiskās oksidatīvās novecošanas laikā gaistošās vielas galvenokārt izdalījās no piesātinātajiem un aromātiskajiem savienojumiem, uzpūsts grafīts (EG) tika izvēlēts kā stabilizējošs līdzeklis magnija hidroksīda (MH) un kalcija karbonāta (CaCO3) nanodaļiņu iepildīšanai pretnovecošanās sagatavošanai. attiecīgi piesātināto un aromātisko vielu aģenti. Termiskā stabilitāte un gaistošās sastāvdaļas, kas atbrīvotas no piesātinātajiem un aromātiskajiem savienojumiem pirms un pēc termiski oksidatīvās novecošanas, tika raksturotas, izmantojot izotermisko termogravimetriju/diferenciālās skenēšanas kalorimetrijas-Furjē transformācijas infrasarkanā spektrometra testu (TG/DSC-FTIR tests).cistanche LielbritānijāTesta rezultāti liecina, ka EG/MH un EG/CaCO pretnovecošanās līdzekļi efektīvi kavē vieglo komponentu iztvaikošanu asfaltā un uzlabo piesātināto un aromātisko vielu termisko stabilitāti. Tad EG, MH un CaCO proporcijas; EG/MH/CaCO3, kas pievienots izstrādātajam saliktajam pretnovecošanās līdzeklim, ir 2:1:3 pēc svara. EG/MH/CaCO spēlē sinerģisku efektu, kavējot asfalta termiski oksidatīvo novecošanos, un samazina kaitīgo gaistošo vielu izdalīšanos termiski oksidatīvās novecošanas laikā pēc EG/MH/CaCO; tiek pievienots asfaltam ar piedāvāto saturu 10 masas. procenti . spēlē sinerģisku lomu ar MH un CaCO, nanodaļiņām, lai novērstu ķēdes reakcijas, kavējot asfalta termiski oksidatīvo novecošanos.

Atslēgvārdi:asfalts; termiski oksidatīvā novecošana; salikts pretnovecošanās līdzeklis; gaistošās sastāvdaļas;sinerģiska iedarbība

Lūdzu, noklikšķiniet šeit, lai uzzinātu vairāk

1. Ievads

Asfalts ir ogļūdeņražu un citu savienojumu maisījums ar ļoti sarežģītām sastāvdaļām. Asfalts ir viens no visplašāk izmantotajiem saistmateriāliem ietvju inženierijā Ķīnā. Tomēr tas ir neaizsargāts pret novecošanos asfalta seguma būvniecības un kalpošanas laikā. Karstuma, saules gaismas, skābekļa un mitruma ietekmē asfalts kļūst cietāks, izraisot vairākas ietves problēmas, piemēram, plaisas, šķelšanos, bedres utt. [1]. Turklāt; izdalītie gaistošie organiskie savienojumi ir kaitīgi dabiskajai videi un būvstrādnieku veselībai, ja asfalta termiski oksidatīvā reakcija notiek augstā temperatūrā [2]. Termiski oksidatīvā novecošana pastāv asfalta seguma būvniecības un apkalpošanas procesos, tostarp maisīšanas, bruģēšanas, velmēšanas un apkalpošanas stadijā [3,4]. Tādējādi tiek izstrādāti daži efektīvi pretnovecošanās līdzekļi, lai pagarinātu asfalta seguma kalpošanas laiku. Ir veikti arī daži pasākumi, lai uzlabotu asfalta novecošanās izturību, pievienojot dažādus modifikatorus. Pretnovecošanas līdzekļu izstrāde parasti tiek aplūkota no antioksidantu, gaismas stabilizatoru un siltuma stabilizatoru viedokļa [5,6]. Kā piedevas asfalta termiskās un fotooksidatīvās novecošanas kavēšanai parasti izmanto oglekli, montmorilonītu, antioksidantus, ultravioleto staru absorbētāju (UVA) utt. Daudzdimensiju nanomateriāls, kas sastāv no slāņveida neorganiskiem silikātiem, ir izmantots, lai sinerģiski uzlabotu termisko un fotooksidatīvo novecošanās izturību [7, 8]. Zare-Shahabadi et al. [9] atklāja, ka nanomāla pievienošana paaugstināja asfalta viskozitāti un uzlaboja asfalta pretnovecošanās, pretriešanas un noguruma īpašības. Pēdējā laikā EG tiek pievērsta lielāka uzmanība, jo tas ir jauna veida mezoporains oglekļa materiāls un tam ir augstākas siltuma pārneses un adsorbcijas īpašības [10]. Salīdzinot ar citiem adsorbentiem, EG uzrāda spēcīgāku spēju adsorbēt un fiksēt eļļas, pateicoties tā porainajām struktūrām, kā arī izcilām siltuma un masas pārneses īpašībām [11-13].cistanche wirkungRezultātā EG var labāk izkliedēties aromātiskajās vielās, piesātinātajās taukskābēs un asfaltā. Turklāt EG ir viegli adsorbējamas eļļas un organiskās mazās molekulas, kas ir piemērotas lietošanai kā piesātināto un aromātisko vielu pretnovecošanās līdzekļu nesējs [11]. Turklāt ir zināms, ka vismaz viena nanomateriāla dimensija atrodas 1-100 nm nanomēroga diapazonā. Atomu skaita attiecība pret kopējo atomu skaitu uz nanokristālisko daļiņu virsmas strauji palielinās līdz ar daļiņu izmēra samazināšanos, kas vēl vairāk izraisa materiāla īpašību izmaiņas[14]. Pēdējos gados kā asfalta modifikatori tiek izmantoti vairāk neorganisko nanomateriālu [14,15]. MH un CaCO nanodaļiņas bieži tika izmantotas, lai uzlabotu polimēru materiālu termisko stabilitāti [16-18].

Cistanche var novērst novecošanos

MHnanodaļiņai kā sava veida augstas efektivitātes liesmas slāpētājam ir spēcīga termiskā stabilitāte un dūmu slāpēšanas īpašības [19,20]. MH nanodaļiņas parāda tilpuma efektu un kvantu izmēra efektu pēc nano kristalizācijas, kas uzlabo MH un asfalta savietojamību. MH ir arī zināms adsorbcijas efekts [21-23]. Turklāt MH ir sārmains, kas var ne tikai piedalīties pildīšanā, adsorbcijā un termiskās stabilitātes uzlabošanā, bet arī neitralizēt dažas skābes grupas vai gāzveida produktus, piemēram, -COOH, SO2 utt. [24]. Wu et al.[25] pievienoja MH ar dabīgām šķiedrām pastiprinātiem kompozītmateriāliem un atklāja, ka MH ievērojami uzlaboja šķiedru un polimēru matricas savietojamību, uzlabojot kompozītu izturību pret mitruma bojājumiem un mehāniskās īpašības, kā arī aizkavējot novecošanās procesu. Zhu et al. [26] izmantoja MH, lai modificētu mikroporainu polimēra nanocauruli, lai uzlabotu tās termisko stabilitāti, un ziņoja, ka modificētajām mikroporainām polimēru nanocaurulēm ir liels pielietojuma potenciāls kā daudzsološs siltumizolācijas pārklājuma materiāls siltumenerģijas taupīšanai.

Nano CaCO: ir augstāka termiskā stabilitāte un telpiskā stereoskopiskā struktūra, tāpēc tam ir labāka izkliede polimēru materiālos [24,26-28]. Saskaņā ar iepriekšējiem ziņojumiem, CaCO, nanodaļiņu pievienošana varētu efektīvi uzlabot polimēra termisko stabilitāti un mehāniskās īpašības [29].citrusaugļu bioflavonoīdiTurklāt aktīvā nano CaCO3 virsma bija oleofīla un hidrofoba, un tai bija laba savietojamība ar eļļas sastāvdaļām, kas varēja efektīvi uzlabot vai pielāgot asfalta reoloģiskās īpašības [24]. Nazarīts al.[14] atklāja, ka asfalta pretnovecošanās veiktspēja tika uzlabota, pievienojot CaCO3 nanodaļiņas, un CaCO saturs ietekmēja modificētā asfalta noguruma īpašību. Xing et al. [30]pierādīja, ka CaCO; nanodaļiņas uzlaboja asfalta stabilitāti augstā temperatūrā un pretriešanas spēju, izmantojot dažādus pastiprināšanas mehānismus. Zhai et al. [18] norādīja, ka asfalts, kas pārveidots par 5 masām. procenti nano CaCO3 un 4 masas %. procentiem SBR modifikatoram bija labākas pretriešanas un šļūdes īpašības augstā temperatūrā, salīdzinot ar SBS modificēto asfaltu. Pašlaik lielākā daļa izstrādāto asfalta pretnovecošanās līdzekļu ir vērsti uz ultravioleto vai ilgstošu novecošanu dabiskajā vidē, taču nav ņemta vērā īslaicīgas termiski oksidatīvās novecošanas nelabvēlīgā ietekme uz asfalta seguma izturību un darbinieku veselību būvniecībā. posms. Turklāt, lai gan ir daži pretnovecošanās līdzekļi, lai samazinātu asfalta termiski oksidatīvo novecošanos, daži pretnovecošanās līdzekļi tika izstrādāti, pamatojoties uz piesātināto un aromātisko vielu iztvaikošanu asfalta seguma būvniecības laikā. Visbeidzot, pretnovecošanās līdzekļu kompozīcijas, kas izstrādātas asfalta termiski oksidatīvās novecošanas mazināšanai, ir atsevišķas un nav saliktas atbilstoši termiskajām īpašībām un piesātināto un aromātisko vielu saturam komponentu līmenī.

Pamatojoties uz mūsu iepriekšējiem pētījumiem [31], asfalta kaitīgās gaistošās vielas galvenokārt tika iegūtas no aromātiskām un piesātinātām vielām, ko izraisa termiski oksidatīvās novecošanās reakcijas asfalta seguma būvniecības laikā, radot negatīvu ietekmi uz ekoloģisko vidi un darbinieku veselību. Tāpēc šī pētījuma mērķis ir vispirms atlasīt atbilstošos pretnovecošanās līdzekļus aromātiskajiem un piesātinātajiem taukiem, pamatojoties uz attiecīgi to termiskajām īpašībām un izdalītajām gaistošajām sastāvdaļām, un pēc tam atlasītos pretnovecošanās līdzekļus sajauc atbilstoši aromātisko un piesātināto vielu saturam. piesātināts asfaltā. Tādējādi tiek izstrādāts jauns kompozītmateriāla pretnovecošanās līdzeklis asfalta materiālam, lai uzlabotu asfalta termisko stabilitāti un samazinātu termiski oksidatīvo novecošanos, samazinot gaistošo vielu izdalīšanās daudzumu asfalta seguma būvniecības laikā. Šajā pētījumā MH un CaCO3 nanodaļiņas vispirms tika atlasītas kā piesātināto un aromātisko vielu pretnovecošanās līdzekļi, uzlabojot to termisko stabilitāti un samazinot gaistošo vielu izdalīšanās daudzumu. Pēc tam EG tika izvēlēts kā MH un CaCO nesējs: nanodaļiņas, kā arī adsorbēti un fiksēti vieglie gāzveida produkti, kas atbrīvoti no asfalta piesātinātajiem un aromātiskajiem savienojumiem. Pēc tam EG/MH un EG/CaCO3 tika pievienoti attiecīgi piesātinātajiem un aromātiskajiem savienojumiem kā to pretnovecošanās līdzekļi. Piesātināto un aromātisko vielu termiski oksidatīvo novecošanas procesu stimulēja izotermiskais TG/DSC-FTIR tests. EG/MH un EG/CaCO3 ietekme uz piesātināto un aromātisko vielu termisko stabilitāti un atbrīvotajām gaistošajām sastāvdaļām tika apspriesta ar TG/DSC-FTIR testa rezultātiem.

Turklāt EG/MH/CaCO3 saliktais pretnovecošanās līdzeklis tika izstrādāts, pamatojoties uz EG/MH un EG/CaCO3 inhibējošo iedarbību uz piesātināto un aromātisko vielu termiski oksidatīvo novecošanos. Tīram asfaltam tika pievienots EG/MH/CaCO3, un izotermiskais TG/DSC-FTIR tests tika izmantots, lai stimulētu asfalta īslaicīgu termiski oksidatīvo novecošanos. Visbeidzot, izstrādāta kompozīta pretnovecošanās aģenta EG/MH/CaCO3 ietekme uz asfalta termisko stabilitāti, gaistošu emisiju, morfoloģiju un elementu saturu tika raksturota, izmantojot izotermisko TG/DSC-FTIR un (Environment Scanning Electric Microscope-Energy). Dispersās spektroskopijas tests) ESEM-EDS testi. Šis pētījums izstrādā efektīvu kompozītmateriālu pretnovecošanās līdzekli asfalta materiāliem, lai samazinātu asfalta termiski oksidatīvo novecošanos komponentu līmenī, uzlabojot asfalta seguma izturību.

2. Materiāli un metodes

2.1. Raz0 materiāli

Šajā pētījumā lietotāju bāzes asfalts ar 60/80 iespiešanās pakāpi tika iegādāts no California Texas Oil Company, ASV. SARA frakcijas tika atdalītas no asfalta saistvielas saskaņā ar ASTMD4124-09. Piesātināto taukskābju, aromātisko vielu, sveķu un asfaltēnu saturs bija attiecīgi 18,4 %, 40,7 %, 30,9 % un 10 % no svara.

tika izvēlēts kā adsorbents, lai ielādētu MH un CaCO3, lai sagatavotu attiecīgi piesātināto un aromātisko vielu salikto pretnovecošanās līdzekli. MH un CaCO: virsma ir modificēta ar silāna sakabes līdzekli. EG izplešanās ātrums ir 210 ml/g. MHand CaCO graudu izmēri ir attiecīgi 30-50 nm un 40-80 nm. MH un CaCO tīrība; abi ir vairāk nekā 98 procenti. Tīra asfalta un kompozītmateriāla pretnovecošanās līdzekli modificēta asfalta pamatīpašības apkopotas 1. tabulā.

2.2. Parauga sagatavošana

2.2.1. Pretnovecošanas līdzekļu devas noteikšana

Ir zināms, ka EG un nano MH bija labs sinerģisks efekts, ja to satura attiecība bija 5:6 pēc svara [32]. Kad EG un nano CaCO satura attiecība bija 5:12 pēc svara, asfalta masas zudums karsēšanas laikā bija vismazākais [33]. Tādējādi EG un MH jauktā attiecība tika nolemta kā 5:6, lai pievienotu piesātinātajiem taukiem, un EG un CaCO jauktā attiecība bija 5:12, lai pievienotu aromātiskām vielām. Atbilstoši piesātināto un aromātisko vielu saturam asfaltā EG, MH un CaCO jauktā attiecība sagatavotajā saliktajā pretnovecošanās aģentā bija 2:1:3. Rezultātā pievienotās EG/MHin piesātināto, EG/CaCO3 aromātisko vielu un EG/MH/CaCO devas; uz asfalta bija 10 wt. procenti saskaņā ar iepriekšējo pētījumu [23]. Kā pulvera piedeva tika ņemta vērā kompozītu pretnovecošanās līdzekļu ietekme uz asfalta pamata īpašībām. Asfalta pamatīpašības, kas satur 10 masas. procenti no saliktā pretnovecošanās līdzekļa tika pārbaudīti, kā norādīts 1. tabulā, norādot, ka saliktā pretnovecošanās līdzekļa modificētā asfalta veiktspējas rādītāji atbilda tehniskā standarta prasībām.

2.2.2. Saliktu pretnovecošanās līdzekli saturošu paraugu sagatavošana

Pirmkārt, 50 mg EG žāvēja vakuuma krāsnī 60 grādu temperatūrā 5 stundas. Žāvētais EG tika uzkarsēts krāsnī 800 grādu temperatūrā un izpūsts 60 sekundes, lai iegūtu paplašinātu EG ar izplešanās tilpumu 210 ml/g. Otrkārt, MH un CaCO3 nanodaļiņas tika leģētas uz EG ar hidrotermisko sintēzi. Desmit mg paplašināta EG tika sajaukta attiecīgi ar 12 mg MH un 24 mg CaCO3 dejonizētā ūdenī.cynomorium priekšrocībasPēc tam abi sajauktie šķīdumi tika pārnesti uz diviem ar teflonu izklātiem autoklāviem. Autoklāvus uzturēja 120 grādu temperatūrā 3 stundas un pēc tam dabiski atdzesēja līdz istabas temperatūrai. Sagatavotos paraugus trīs reizes mazgāja, izmantojot centrifugēšanu ar dejonizētu ūdeni un absolūto etanolu, kā arī žāvēja krāsnī 60 grādu temperatūrā, lai iegūtu EG/MH un EG/CaCO3 [34,35]. Trīsdesmit mg paplašināta EG tika sajaukta ar 15 mg MH un 45 mg CaCO dejonizētā ūdenī. Pēc tam EG / MH / CaCO3 tika sagatavots, atkārtojot iepriekš minēto darbību S.

Treškārt, piesātinātie tauki, aromātiskie savienojumi, asfalts, EG/MH, EG/CaCO3 un EG/MH/CaCO3 tika ievietoti žāvēšanas skapī ar vakuuma pakāpi 93±1 kPa 105 grādu temperatūrā uz 1 stundu. Pēc tam pakāpeniski pievienoja EG/MH, EG/CaCO3 un EG/MH/CaCO3 piesātinātajos aromātiskos vielos un asfaltā ar saturu 10 masas. procentos, attiecīgi, kā arī maisa, izmantojot bīdes dispersijas mašīnu (FM300 tips, FLUKO Equipment Co., Ltd, Šanhaja, Ķīna) pie 1000 apgr./min 5 minūtes, kam sekoja lielāks maisīšanas ātrums 4000 apgr./min 20 minūtes. Visbeidzot, rokas maisīšana tika izmantota, lai novērstu segregāciju un noņemtu gaisa burbuļus, līdz sagatavotie paraugi tika atdzesēti līdz istabas temperatūrai.

2.3.Metodes

2.3.1. Izotermiskais TG/DSC-FTIR tests

Pamatojoties uz mūsu iepriekšējo pētījumu [31], TG/DSC testēšanas sistēma (STA 409, Netzsch, Vācija), kas savienota ar FTIR spektrometru (Nicolet IS10, Thermo science, Grand Island, NY, ASV), tika izmantota, lai novērtētu pretestības ietekmi. - novecošanas līdzekļi piesātināto taukskābju, aromātisko vielu un asfalta termiski oksidatīvai novecošanai. Apmēram 10 mg parauga tika ievietoti TG/DSC testa sistēmas alumīnija oksīda tīģeļos. Sildīšanas temperatūra tika paaugstināta līdz 163 grādiem no istabas temperatūras ar sildīšanas ātrumu 40 grādi / min un tika uzturēta pie 163 grādiem 4 stundas, pamatojoties uz Ķīnas standarta bitumena un bitumena maisījuma testēšanas metodēm lielceļu inženierijai [36]. Pēc tam tika ievadīts 21 procents skābekļa un 79 procenti slāpekļa ar plūsmas ātrumu 60 ml/min. Tādējādi tika veikti piesātināto tauku, aromātisko vielu un asfalta paraugu termiski oksidatīvie novecošanas testi, lai apspriestu masas zudumu, siltuma entalpijas un gaistošo sastāvdaļu izmaiņas izotermiskās karsēšanas laikā attiecīgi pirms un pēc pretnovecošanās līdzekļu pievienošanas. Lineārā bāzes līnija tika izmantota, lai aprēķinātu endotermisko vai eksotermisko pīķu laukumu DSC līknē. Lai iegūtu entalpiju, tika aprēķināts laukums starp bāzes līniju un endotermisko vai eksotermisko maksimumu DSC līknē.

Tajā pašā laikā izdalītās gaistošās vielas tika importētas kombinētajā FTIR analizatorā ((Nicolet IS10, Thermo science, GrandIsland, NY, ASV) ar tīrīšanas gāzi ar plūsmas ātrumu 120 ml/min. FTIR testa rezultāti tika reģistrēti nepārtraukti lai identificētu izdalītās gaistošās sastāvdaļas.Pirms katra parauga formālā izotermiskā TG/DSC-FTIR testa tika veikta temperatūras un līdzsvara kalibrēšana, kā arī trīs reizes tika veikti iepriekšējie eksperimenti atkārtojamības pārbaudei tādos pašos eksperimenta apstākļos. Kad rezultāti parādīja, ka TG un DSC līknes lieliski pārklājās un kļūdas bija pieņemamas, tika veikts katra parauga formālais eksperiments, tāpēc tika sagatavoti četri paraugi, lai raksturotu pretnovecošanas līdzekļa ietekmi uz piesātināto, aromātisko vielu termiski oksidatīvās novecošanas īpašībām, un asfalts, attiecīgi.

2.3.2.ESEM-EDS tests

Asfalta paraugu mikromorfoloģijas un galveno elementu satura izmaiņas pirms un pēc iepriekš simulētās izotermiski oksidatīvās novecošanas tika raksturotas ar ESEM (Quanta 200 tips, FEI, Grand Island, NY, ASV), kas aprīkots ar EDS. Pirmkārt, tika sagatavots asfalts ar parauga izmēru 1 cm × 1 cm × 1 cm un novietots uz tīra parauga galda, izmantojot vadošu līmi. Pēc tam uz asfalta parauga tika izsmidzināts zelta pulveris un novērošanas kamera tika vakuumēta, līdz spiediens sasniedza -3,06 × 10-3 Pa.tuksneša hiacinteParaugu morfoloģijas nekavējoties tika novērotas, izmantojot ESEM, un ķīmiskās kompozīcijas tika noteiktas, izmantojot EDS. Ķīmisko elementu saturs bija katra parauga trīs nejaušu testa punktu vidējās vērtības.

3. Rezultāti un diskusijas

3.1. Pretnovecošanas līdzekļu termiskās stabilitātes ietekme uz piesātinātajiem un aromātiskajiem savienojumiem

Lai apspriestu sagatavoto pretnovecošanās līdzekļu EG/MH un EG/CaCO3 ietekmi uz piesātināto un aromātisko vielu termisko stabilitāti, tika veikti izotermiskie TG/DSC-FTIR testi, lai modelētu termiski oksidatīvo novecošanos 163 °C temperatūrā 4 stundas. .

3.1.1. Termiskā stabilitāte EG/MH ietekme uz piesātinātajiem savienojumiem

Piesātināto un piesātināto/EG/MH TG un DSC līknes izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā ir parādītas 1. attēlā.

No TG līknēm 1. attēlā ir konstatēts, ka piesātināto taukskābju masa samazinās, jo termiski oksidatīvās novecošanas ilgums tiek pagarināts pirms un pēc EG/MH pievienošanas. Piesātināto taukskābes/EG/MH samazināšanās ātrums ir daudz mazāks nekā piesātināto. Tas norāda, ka sadalīšanās reakcija un vieglo komponentu iztvaikošana piesātinātajos taukos samazinās pēc EG/MH pievienošanas piesātināto vielu termiski oksidatīvās novecošanas laikā. Tas ir tāpēc, ka EG/MH pilda un stabilizē piesātinātos savienojumus, un porainajam EG ir spēcīga adsorbcijas spēja, tāpēc EG adsorbē dažas īsās ķēdes ogļūdeņraža molekulas [12].

Tā kā sildīšanas temperatūra ir nemainīga, siltuma plūsmas izmaiņas galvenokārt ir saistītas ar temperatūras starpību starp piesātinātajiem taukiem un atsauces materiāla paraugiem. Piesātināto un piesātināto/EG/MH DSC līknes nepārtraukti svārstās 163 grādos 4 stundas, un piesātināto taukvielu mainīgā amplitūda ir lielāka nekā piesātināto/EG/MH. Tas liek domāt, ka piesātināto taukskābju izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā ķīmiskajās reakcijās dažādos karsēšanas posmos piedalās dažādi piesātināto taukskābju komponenti. Turklāt notiek salīdzinoši intensīvas un sarežģītas endotermiskas un eksotermiskas reakcijas. Tas ir tāpēc, ka piesātinātās taukskābes ir vieglas asfalta sastāvdaļas, un galvenās molekulārās ķēdes un sānu ķēdes augstās temperatūrās viegli saplīst, lai atbrīvotu vai adsorbētu siltumu piesātināto vielu izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā.

Turklāt piesātināto un piesātināto/EG/MH siltuma plūsmas vērtības kopumā uzrāda pieaugošu tendenci, bet piesātināto taukvielu siltuma plūsmas vērtības ir augstākas nekā piesātinātajiem/EG/MH. Tas norāda, ka izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā 163 grādos 4 stundas piesātinātās vielas kopumā iziet endotermisku reakciju. Konstatēts, ka DSC līknes parāda, ka reakcijas siltums acīmredzami samazinās pēc EG/Mein piesātināto vielu pievienošanas. Iemesls ir tāds, ka EG adsorbē mazas ogļūdeņraža molekulas un izolē skābekli un siltumu, kavējot turpmāku termisko oksidāciju. MH tiek uzkrauts uz porainu EG, lai fiksētu mazas molekulas, piepildot un stabilizējot piesātinātos savienojumus [11,23]. EG un MH sinerģiskā iedarbība palielina piesātināto taukskābju termisko stabilitāti, un ķīmiskās reakcijas tiek vājinātas, kā rezultātā izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā samazinās reakcijas siltums.

3.1.2. Termiskā stabilitāte EG/CaCO3 ietekme uz aromātiskajām vielām

Izotermiskos TG/DSC testus veic ar aromātiskām vielām pirms un pēc EG/CaCO3 pievienošanas 163 grādu temperatūrā 4 stundas. TG un DSC līknes aromātiskie un aromātiskie/EG/CaCO izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā ir parādīti 2. attēlā.

No TG līknēm 2. attēlā ir norādīts, ka aromātiskās vielas bez EG/CaCO pretnovecošanās līdzekļa: uzrāda nelielu masas pieauguma tendenci, savukārt aromātisko vielu masa pēc EG/CaCO3 pievienošanas aromātiskajās vielām izotermiskā laikā nedaudz samazinās. - oksidatīvā novecošanās. Tas norāda, ka polimerizācijas reakcija aromātiskajās vielām ir vairāk nekā sadalīšanās reakcija pirms EG un CaCO, nanodaļiņu pievienošanas, veidojot dažus makromolekulārus produktus. Tas ir tāpēc, ka aromātiskās vielas ir pārveidotas par sveķiem oksidatīvās polimerizācijas dēļ izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā, un aromātisko gredzenu sānu ķēdes ir viegli oksidējamas un polimerizējamas, veidojot aromātisku cikloalkilgrupu[37]. Tomēr polimerizācijas reakcija aromātiskajās vielām ir mazāka nekā sadalīšanās reakcija pēc EG/CaCO3 pievienošanas, kā rezultātā izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā aromātisko vielu masa samazinās. Tas galvenokārt ir saistīts ar faktu, ka dažus vieglos komponentus adsorbē un fiksē EG, lai novērstu makromolekulu veidošanos tālākā oksidatīvā polimerizācijas reakcijā ar skābekli [38]. Tomēr aromātisko vielu termiskās sadalīšanās reakcijas laikā izplūst arī neliels daudzums mazu molekulāro komponentu. Ja emitētās gaistošās vielas masa ir lielāka nekā polimerizācijas reakcijā iegūto makromolekulu masa, kopējā aromātisko vielu masa nedaudz samazinās. Tikmēr hidrofilās CaCO nanodaļiņas, kas noslogotas uz EG malas un iekšējās sienas, vienmērīgi izkliedējas aromātiskos vielās, veidojot šķērssaistošu struktūru, uzlabojot aromātisko vielu termisko stabilitāti un liekot tās masas zudumam lēnāk samazināties.

Kā parādīts 2. attēlā, DSC līknes parāda, ka relatīvi intensīvas un sarežģītas endotermiskās reakcijas notiek aromātisko vielu izotermiski oksidatīvā novecošanās procesā, kas liecina, ka dažādas aromātiskās vielas piedalās ķīmiskajās reakcijās dažādos karsēšanas posmos izotermiski oksidatīvās novecošanas laikā. Pēc EG/CaCO pievienošanas aromātisko vielu siltuma plūsmas mainīgā tendence ir gandrīz paralēla abscisai. Tas liecina, ka ir uzlabota aromātisko vielu termiskā stabilitāte, kas ir saistīta ar sinerģisko darbību starp EG un CaCO. EG uzsūkšanās kavē ķēdes reakciju, nomācot aromātisko vielu termiski oksidatīvo novecošanās procesu. CaCO virsmas iedarbība: nanodaļiņas vēl vairāk stabilizē aromātisko vielu fizisko stāvokli, uzlabojot aromātisko vielu termisko stabilitāti.

Šis raksts ir izvilkts no Materiāli 2020, 13, 4005; doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials