Share
تحويـر المواصفات الريولوجيـة للاسفلـت بالمعالجـة مـع البولـي ستايريـن == Modification of Rheological Properties of Asphalt by Treatment with Polystyrene
Author name:
ايمان اسماعيـل احمـد
Supervisor name:
عماد عبد القادر فائق صالح الدبوني
General topic:
Chemistry
Specific topic:
Industrial Chemistry
Degree:
Doctorate
University:
University of Al Mosul - College Of Science - Chemistry Department
Language:
English
University location:
Mosul
First pages:
25T1563 - p.pdf
Abstract:
اكتسبت المواد الاسفلتية المحورة بالبوليمرات اهمية خاصة خلال السنوات الاخيرة وذلك لارتباطها الوثيق بالمجالات الانشائية والصناعية فضلا عن التغيرات الكبيرة الحاصلة في السلوك الريولوجي للمواد الاسفلتية عند اضافة كميات صغيرة من البوليمر.ونظرا لمحدودية عدد الدراسات حول استخدام البولي ستايرين لتحوير الاسفلت جاءت دراستنا هذه محاولة لتوضيح كيفية تصرف البولي ستايرين مع الاسفلت خصوصا اذا علمنا ما تتمتع به مادة البولي ستايرين من مميزات كونها واحدة من اكثر البوليمرات الثرموبلاستيكية شائعة الاستعمال ورخيصة الثمن بالاضافة الى حجم المشاكل البيئية الناجمة عن تراكم كميات كبيرة من هذه المادة كفضلات.اشتملت هذه الدراسة على : 1 - معالجة كل من اسفلت بيجي المشتق من نفط بارافيني الاساس واسفلت قيارة المشتق من نفط اروماتي الاساس بنسب مختلفة من البولي ستايرين معالجة اذابة فيزيائية، بالاضافة الى المعالجة الكيميائية لاسفلت بيجي مع البولي ستايرين.2 - معالجة اسفلت بيجي بنسب مختلفة من البولي ستايرين المكسر حراريا ، معالجة اذابة فيزيائية ، ومعالجة كيميائية ، وملاحظة تاثير تقليل الوزن الجزيئي للبوليمر على تجانسية الاسفلت.3 - تحضير انظمة اسفلتية بالمعالجة الكيميائية المحفزة مع الكبريت لكل من اسفلت بيجي والقيارة ومن ثم اجراء عمليات التحوير بالبولي ستايرين والهدف دراسة مقدار التمازج Compatibility بين البولي ستايرين والانظمة الاسفلتية المحضرة.4 - اضافة الكبريت بنسبه المختلفة (5%،10%،15%) وزنا الى النماذج المستحصل عليها من المعالجات سابقة الذكر بهدف زيادة قابلية الاذابة للبولي ستايرين في الانظمة الاسفلتية ودراسة المورفولوجي Morphology باستخدام المجهر لملاحظة كيفية توزيع وانتشار البوليمر خلال الاسفلت.5 - تجزئة كل من اسفلت بيجي والقيارة الى مكوناته الاساسية (اسفلتين،راتنجات صلبة،راتنجات لينة) ومعالجة كل مكون من هذه المكونات معالجة كيميائية محفزة مع الكبريت ومن ثم تحويرها بالبولي ستايرين ، ثم يعقبها اضافة الكبريت كل ذلك من اجل ملاحظة اي من هذه المكونات اكثر تمازجا مع البولي ستايرين وتاثرا باضافة الكبريت.وباجراء الدراسات المشار اليها اعلاه وجدنا : * قابلية امتزاج البولي ستايرين بالاسفلت تكون محدودة.* ان خفض الوزن الجزيئي للبولي ستايرين اسهم في زيادة تذاوبه مع الاسفلت الذي ادى بدوره الى الحصول على نماذج اكثر تجانسا.* الانظمة الاسفلتية المحضرة بالمعالجة الكيميائية المحفزة مع الكبريت لكل من اسفلت بيجي والقيارة كانت افضل تمازجا مع البولي ستايرين من الاسفلت غير المعالج كيميائيا.* اضافة الكبريت بنسبه المختلفة (5%،10%،15%) وزنا الى الانظمة الاسفلتية المحورة بالبولي ستايرين وبغض النظر عن طبيعتها ادت الى تحسن تجانسيتها بشكل ملحوظ من خلال زيادة انتشار واذابة البولي ستايرين خلال الانظمة الاسفلتية.* عملية تجزئة كل من اسفلت بيجي والقيارة الى مكوناته الاساسية وتحوير كل من هذه المكونات بالبولي ستايرين ثم بالكبريت اثبتت ان المكون الاكثر ارومية هو الاكثر تمازجا مع البولي ستايرين والاكثر تاثرا باضافة الكبريت ، وهذا ساعدنا في اعطاء تفسير للنتائج التي حصلنا عليها. | Polymer modified asphalts (PMA) became of great interest over the last years, because they are closely related to industrial and constructional fields, as the addition of small amounts of polymer dramatically changes the rheological properties of asphalts. Due to the shortage of studies on polystyrene modified asphalts,the present study is a trial to clarify the behaviour of polystyrene with asphalt.Polystyrene was choosen to modify asphalts due to its properties as a cheap and commonly used thermoplastic polymer,as well as the environ mental problems caused by the huge quantities of its residue.The study includes : - 1 - Treating Beji parafenic asphalt & Qiayarah aromatic asphalt with various percentages of polystyrene as well as chemical reaction between polystyrene and Beji asphalt.2 - Physical & chemical treatment of Beji asphalt with various percentages of thermally cracked polystyrene to establish the effect of molecular weight on the compatibility of polystyrene with asphalts.3 - A preliminary modification of asphalt by a catalyzed chemical reaction with sulphur then the compatibility of these systems with polystyrene were studied.4 - Adding sulphur of different weight percentages (5% , 10% , 15%) to the samples produced by the above mentioned treatments in order to increase the capability of polystyrene to solvate in the asphaltic systems and to study the morphology microscopically to notice the dispersion of polystyrene in asphalt.5 - Fractionating Beji & Qiayarah asphalts into their basic components (asphaltene,hard resins,soft resins) and treating each of these components with sulphur by stimulating chemical treatment. Then ,modified with polystyrene in order to notice which one of these components is the most compatible with polystyrene and the most affected by the addition of sulphur.After conducting the above mentioned studies, it was found that : - * The compatibility of polystyrene in asphalt is limited.* compatibility was increased by decreasing molecular weight of polystyrene.* Better compatibility of polystyrene was obtained with STA.* Adding sulphur with weight percentages (5% , 10% , 15%) to the polystyrene modified asphalt led to increase its homogeneity significantly.* Fractionating of Beji & Qiayarah asphalts into its basic components and modifying these components by polystyrene and then by sulphur proved that the most aromatic component is the most compatible with polystyrene and the most affected component by sulphur in a way that helped in justifying the results of the study.
