بهبودهای عامل ضد پیری کامپوزیتی مبتنی بر گرافیت توسعه یافته قسمت 1

لطفا تماس بگیریدoscar.xiao@wecistanche.comبرای اطلاعات بیشتر

خلاصه:برای کاهش پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت و میزان انتشار مواد فرار مضر در حین ساخت روسازی آسفالت، یک عامل ضد پیری ترکیبی جدید ساخته شد. از آنجایی که مواد فرار عمدتاً از اشباع‌ها و مواد معطر در طول پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت آزاد می‌شدند، گرافیت منبسط شده (EG) به عنوان یک عامل تثبیت‌کننده برای بارگیری نانوذرات هیدروکسید منیزیم (MH) و کربنات کلسیم (CaCO3) برای تهیه ضد پیری انتخاب شد. به ترتیب عوامل اشباع و معطر. پایداری حرارتی و ترکیبات فرار آزاد شده از اشباع‌ها و آروماتیک‌ها قبل و بعد از پیری اکسیداتیو حرارتی با استفاده از گرماسنجی گرمایی/اسکن تفاضلی کالریمتری-تست تبدیل فوریه طیف‌سنج مادون قرمز (تست TG/DSC-FTIR) مشخص شد.cistanche انگلستاننتایج آزمایش نشان می دهد که عوامل ضد پیری EG/MH و EG/CaCO به طور موثری از تبخیر اجزای سبک در آسفالت جلوگیری کرده و پایداری حرارتی اشباع و آروماتیک را بهبود می بخشد. سپس، نسبت EG، MH، و CaCO. اضافه شده در کامپوزیت ضد پیری EG/MH/CaCO3 به وزن 2:1:3 است. EG/MH/CaCO اثر هم افزایی در مهار پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت دارد و میزان آزادسازی مواد فرار مضر را در طول پیری اکسیداتیو حرارتی پس از EG/MH/CaCO کاهش می‌دهد. با محتوای پیشنهادی 10 وزنی به آسفالت اضافه می شود. درصد . نقش هم افزایی با MH و CaCO، نانوذرات برای جلوگیری از واکنش های زنجیره ای، مهار پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت دارد.

کلید واژه ها:آسفالت؛ پیری اکسیداتیو حرارتی؛ عامل ضد پیری کامپوزیت؛ ترکیبات فرار؛ اثر هم افزایی

لطفا برای دانستن بیشتر اینجا را کلیک کنید

1. مقدمه

آسفالت مخلوطی از ترکیبات هیدروکربنی و غیر هیدروکربنی با اجزای بسیار پیچیده است. آسفالت یکی از پرکاربردترین مواد چسبنده برای مهندسی روسازی در چین است. با این حال، در طول ساخت و عمر مفید روسازی آسفالت نسبت به پیری آسیب پذیر است. وقتی آسفالت در معرض گرما، نور خورشید، اکسیژن و رطوبت قرار می‌گیرد، سخت‌تر می‌شود و منجر به مجموعه‌ای از نابسامانی‌های روسازی مانند ترک‌ها، ریزش، چاله‌ها و غیره می‌شود [1]. علاوه بر این؛ هنگامی که واکنش اکسیداتیو حرارتی آسفالت در دماهای بالا رخ می دهد، ترکیبات آلی فرار آزاد شده برای محیط طبیعی و سلامت کارگران ساختمانی مضر است [2]. پیری اکسیداتیو حرارتی در فرآیندهای ساخت و سرویس روسازی آسفالت شامل اختلاط، روسازی، نورد و مرحله سرویس وجود دارد [3،4]. بنابراین، برخی از عوامل ضد پیری کارآمد برای افزایش طول عمر روسازی آسفالتی ساخته شده‌اند. همچنین تلاش هایی برای بهبود مقاومت در برابر پیری آسفالت با افزودن اصلاح کننده های مختلف صورت گرفته است. توسعه عوامل ضد پیری به طور کلی از دیدگاه آنتی اکسیدان ها، تثبیت کننده های نور و تثبیت کننده های حرارتی در نظر گرفته می شود [5،6]. کربن سیاه، مونت موریلونیت، آنتی اکسیدان، جاذب اشعه ماوراء بنفش (UVA) و غیره معمولاً به عنوان افزودنی برای مهار پیری حرارتی و فوتو اکسیداتیو آسفالت استفاده می شوند [6]. یک نانو ماده چند بعدی متشکل از سیلیکات های معدنی لایه ای برای بهبود هم افزایی مقاومت در برابر پیری حرارتی و فوتو اکسیداتیو استفاده شده است [7،8]. زارع شاه آبادی و همکاران. [9] دریافتند که افزودن نانورس، ویسکوزیته آسفالت را افزایش داده و خواص ضد پیری، ضد پوسیدگی و ضد خستگی آسفالت را بهبود می بخشد. اخیراً به EG توجه بیشتری شده است زیرا نوع جدیدی از مواد کربنی مزو متخلخل است و خواص انتقال حرارت و جذب بالاتری دارد [10]. در مقایسه با جاذب های دیگر، EG به دلیل ساختار متخلخل و همچنین عملکرد عالی انتقال حرارت و جرم، توانایی قوی تری در جذب و تثبیت روغن ها نشان می دهد [11-13].cistanche wirkungدر نتیجه، EG می تواند بهتر در مواد آروماتیک، اشباع و آسفالت پخش شود. علاوه بر این، EG به راحتی روغن و مولکول های کوچک آلی را جذب می کند، که برای استفاده به عنوان حامل عوامل ضد پیری اشباع و معطر مناسب است [11]. علاوه بر این، مشخص است که حداقل یک بعد از نانومواد در محدوده نانومقیاس 1-100 نانومتر است. نسبت تعداد اتم‌ها به تعداد کل اتم‌های روی سطح ذرات نانوکریستالی با کاهش اندازه ذرات به شدت افزایش می‌یابد که باعث تغییرات بیشتر در خواص مواد می‌شود[14]. در سال های اخیر، نانومواد معدنی بیشتری به عنوان اصلاح کننده آسفالت استفاده شده است [14،15]. نانوذرات MH و CaCO اغلب برای بهبود پایداری حرارتی مواد پلیمری استفاده می‌شوند [16-18].

سیستانچ می تواند ضد پیری باشد

نانوذرات MH، به عنوان نوعی بازدارنده شعله با کارایی بالا، دارای پایداری حرارتی قوی و خواص سرکوب دود است [19،20]. نانوذرات MH اثر حجمی و اثر اندازه کوانتومی را پس از کریستالیزاسیون نانو نشان می‌دهند که سازگاری بین MH و آسفالت را بهبود می‌بخشد. MH همچنین اثر جذب خاصی دارد [21-23]. علاوه بر این، MH قلیایی است که نه تنها می تواند در پر شدن، جذب و بهبود پایداری حرارتی نقش داشته باشد، بلکه برخی از گروه های اسیدی یا محصولات گازی مانند -COOH، SO2 و غیره را خنثی می کند [24]. وو و همکاران [25] MH را به کامپوزیت های تقویت شده با الیاف طبیعی اضافه کرد و دریافت که MH به طور قابل توجهی سازگاری بین الیاف و زمینه پلیمری را افزایش می دهد، مقاومت در برابر آسیب رطوبت و خواص مکانیکی کامپوزیت ها را بهبود می بخشد و روند پیری را به تاخیر می اندازد. زو و همکاران [26] از MH برای اصلاح یک نانولوله پلیمری ریز متخلخل برای بهبود پایداری حرارتی آن استفاده کرد و گزارش داد که نانولوله‌های پلیمری ریز متخلخل اصلاح‌شده کاربرد بالقوه زیادی به عنوان یک ماده پوشش عایق حرارتی امیدوارکننده برای صرفه‌جویی در انرژی حرارتی دارند.

نانو CaCO: دارای پایداری حرارتی و ساختار استریوسکوپیک فضایی بالاتری است، به طوری که در مواد پلیمری پراکندگی بهتری دارد [24،{1}}]. طبق گزارش‌های قبلی، افزودن CaCO، نانوذرات می‌تواند به طور موثری پایداری حرارتی و خواص مکانیکی پلیمر را بهبود بخشد [29].بیوفلاونوئیدهای مرکباتعلاوه بر این، سطح نانو CaCO3 فعال اولئوفیل و آبگریز بود و سازگاری خوبی با اجزای روغن داشت که می‌توانست به طور موثری خواص رئولوژیکی آسفالت را بهبود یا تنظیم کند [24]. نظریات آل.[14] دریافتند که عملکرد ضد پیری آسفالت با افزودن نانوذرات CaCO3 بهبود یافته است و محتوای CaCO بر خاصیت خستگی آسفالت اصلاح شده تأثیر می گذارد. زینگ و همکاران [30] ثابت کرد که CaCO; نانوذرات پایداری در دمای بالا و توانایی ضد شیار شدن آسفالت را از طریق مکانیسم‌های تقویتی مختلف بهبود بخشیدند. ژای و همکاران [18] اشاره کرد که آسفالت با 5 وزن اصلاح شده است. درصد نانو CaCO3 و 4 وزنی. درصد اصلاح‌کننده SBR در مقایسه با آسفالت اصلاح‌شده SBS دارای ویژگی‌های ضد شیار و خزش در دمای بالا بود. در حال حاضر، بیشتر عوامل ضد پیری توسعه یافته آسفالت، پیری فرابنفش یا پیری طولانی مدت در محیط طبیعی را هدف قرار می دهند، اما تأثیر نامطلوب پیری اکسیداتیو حرارتی کوتاه مدت بر دوام روسازی آسفالت و سلامت کارگران در ساخت و ساز را نادیده می گیرند. صحنه. علاوه بر این، اگرچه انواعی از عوامل ضد پیری برای کاهش پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت وجود دارد، اما تعداد کمی از عوامل ضد پیری بر اساس تبخیر مواد اشباع و معطر در طول ساخت روسازی آسفالت ساخته شده‌اند. در نهایت، ترکیبات عامل ضد پیری که برای کاهش پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت ایجاد شده‌اند، منفرد هستند و با توجه به خواص حرارتی و محتویات اشباع‌ها و آروماتیک‌ها در سطح جزء ترکیب نشده‌اند.

بر اساس مطالعات قبلی [31] ما، فرارهای مضر آسفالت عمدتاً از مواد آروماتیک و اشباع به دلیل واکنش های پیری حرارتی-اکسیداتیو در حین ساخت روسازی آسفالتی تولید می شد که اثرات نامطلوبی بر محیط زیست محیطی و سلامت کارگران داشت. بنابراین هدف از این مطالعه این است که ابتدا عوامل ضد پیری مربوط به آروماتیک ها و مواد اشباع را بر اساس خواص حرارتی و ترکیبات فرار آزاد شده به ترتیب انتخاب و سپس مواد ضد پیری منتخب با توجه به محتویات آروماتیک ها ترکیب شوند. اشباع در آسفالت بنابراین، یک عامل ضد پیری کامپوزیتی جدید برای مواد آسفالت برای بهبود پایداری حرارتی و کاهش پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت، کاهش میزان آزادسازی مواد فرار در طول ساخت روسازی آسفالت ایجاد شده است. در این مطالعه ابتدا نانوذرات MH و CaCO3 به ترتیب به عنوان عوامل ضد پیری اشباع و آروماتیک انتخاب شدند که باعث بهبود پایداری حرارتی و کاهش میزان آزادسازی مواد فرار می‌شود. سپس، EG به عنوان حامل نانوذرات MH و CaCO انتخاب شد و همچنین محصولات گازی سبک آزاد شده از اشباع و آروماتیک در آسفالت جذب و تثبیت شد. پس از آن، EG/MH و EG/CaCO3 به ترتیب به مواد اشباع و آروماتیک به عنوان عوامل ضد پیری آنها اضافه شدند. فرآیند پیری اکسیداتیو حرارتی مواد اشباع و آروماتیک توسط آزمون TG/DSC-FTIR همدما تحریک شد. اثرات EG/MH و EG/CaCO3 بر پایداری حرارتی و ترکیبات فرار آزاد شده از اشباع‌ها و آروماتیک‌ها با نتایج آزمون TG/DSC-FTIR مورد بحث قرار گرفت.

علاوه بر این، عامل ضد پیری کامپوزیت EG/MH/CaCO3 بر اساس اقدامات بازدارنده EG/MH و EG/CaCO3 بر روی پیری اکسیداتیو حرارتی اشباع‌شده و آروماتیک‌ها ایجاد شد. EG/MH/CaCO3 به یک آسفالت تمیز اضافه شد و از آزمون همدما TG/DSC-FTIR برای تحریک پیری اکسیداتیو حرارتی کوتاه مدت آسفالت استفاده شد. در نهایت، تأثیرات یک عامل ضد پیری مرکب توسعه‌یافته EG/MH/CaCO3 بر پایداری حرارتی، انتشار فرار، مورفولوژی و محتوای عنصری آسفالت با استفاده از TG/DSC-FTIR همدما و (میکروسکوپ الکتریکی اسکن محیطی-انرژی) مشخص شد. تست طیف‌سنجی پراکنده) تست‌های ESEM-EDS. این مطالعه یک عامل ضد پیری کامپوزیتی کارآمد برای مواد آسفالتی ایجاد می‌کند تا پیری اکسیداتیو حرارتی آسفالت را در سطح جزء کاهش دهد و دوام روسازی آسفالت را بهبود بخشد.

2. مواد و روشها

2.1. مواد راز{2}}

در این تحقیق آسفالت پایه کاربری با درجه نفوذ 60/80 از شرکت نفت کالیفرنیا تگزاس آمریکا خریداری شد. فراکسیون SARA بر اساس ASTMD{2}} از بایندر آسفالت جدا شد. محتوای اشباع، آروماتیک، رزین و آسفالتین به ترتیب 18.4 درصد، 40.7 درصد، 30.9 درصد و 10 درصد وزنی بود.

به عنوان یک جاذب برای بارگذاری MH و CaCO3 برای تهیه کامپوزیت عامل ضد پیری اشباع و آروماتیک انتخاب شد. MH و CaCO: توسط یک عامل جفت کننده سیلان اصلاح شده اند. سرعت انبساط EGis 210mL/g است. اندازه دانه MHand CaCO، به ترتیب 30-50 نانومتر و 40-80 نانومتر است. خلوص MH و CaCO؛ هر دو بیش از 98 درصد هستند. خواص اساسی آسفالت تمیز و آسفالت اصلاح شده با عامل ضد پیری کامپوزیت در جدول 1 خلاصه شده است.

2.2. آماده سازی نمونه

2.2.1. تعیین دوز عوامل ضد پیری

مشخص است که EG و نانو MH زمانی که نسبت محتوای آنها 5:6 در وزن بود، اثر هم افزایی خوبی داشتند [32]. زمانی که نسبت محتوای EG و نانو CaCO، 5:12 وزنی بود، از دست دادن جرم آسفالت در طول گرمایش کمترین مقدار را داشت [33]. بنابراین، نسبت مخلوط EG به MH به عنوان 5:6 برای افزودن به اشباع، و نسبت مخلوط EG به CaCO 5:12 برای افزودن به آروماتیک تعیین شد. با توجه به محتویات اشباع و آروماتیک موجود در آسفالت، نسبت مخلوط EG، MH و CaCO در کامپوزیت ضد پیری تهیه شده 2:1:3 بود. در نتیجه، دوزهای اضافه شده EG/MHin اشباع، EG/CaCO3 در آروماتیک، و EG/MH/CaCO. در آسفالت 10 وزنی بود. درصد بر اساس مطالعه قبلی [23]. به عنوان یک افزودنی پودر، تأثیر عوامل ضد پیری کامپوزیت بر عملکرد اساسی آسفالت در نظر گرفته شد. خواص اساسی آسفالت حاوی 10 وزن درصد عامل ضد پیری کامپوزیت همانطور که در جدول 1 ارائه شده است مورد آزمایش قرار گرفت که نشان می دهد شاخص های عملکرد آسفالت اصلاح شده با عامل ضد پیری کامپوزیت الزامات استاندارد فنی را برآورده می کند.

2.2.2. تهیه نمونه های حاوی ترکیبات ضد پیری

ابتدا 50 میلی گرم EG در آون خلاء با دمای 60 درجه به مدت 5 ساعت خشک شد. EG خشک شده در یک کوره در دمای 800 درجه حرارت داده شد و به مدت 60 ثانیه منبسط شد تا EG منبسط شده با حجم انبساط 210 میلی لیتر بر گرم به دست آید. در مرحله دوم، نانوذرات MH و CaCO3 با سنتز هیدروترمال روی EG دوپ شدند. 10 میلی گرم EG منبسط شده به ترتیب با 12 میلی گرم MH و 24 میلی گرم CaCO3 در آب دیونیزه مخلوط شد.مزایای سینوموریومسپس دو محلول مخلوط شده به دو اتوکلاو با پوشش تفلون منتقل شدند. اتوکلاوها به مدت 3 ساعت در دمای 120 درجه نگهداری شدند و سپس به طور طبیعی تا دمای اتاق خنک شدند. نمونه های آماده شده سه بار با استفاده از سانتریفیوژ با آب دیونیزه و اتانول مطلق شسته شدند و همچنین در آون با دمای 60 درجه خشک شدند تا EG/MH و EG/CaCO3 بدست آید [34،35]. 30 میلی گرم EG منبسط شده با 15 میلی گرم MH و 45 میلی گرم CaCO در آب دیونیزه مخلوط شد. سپس با تکرار مراحل فوق EG/MH/CaCO3 تهیه شد.

ثالثاً، مواد اشباع، آروماتیک، آسفالت، EG/MH، EG/CaCO3 و EG/MH/CaCO3 در کوره خشک کن با درجه خلاء 1±93 کیلو پاسکال در دمای 105 درجه به مدت 1 ساعت قرار داده شدند. سپس EG/MH، EG/CaCO3 و EG/MH/CaCO3 به تدریج در مواد آروماتیک اشباع و آسفالت با محتوای 10 وزنی اضافه شدند. درصد، به ترتیب، و همچنین با استفاده از دستگاه پراکندگی برشی (نوع FM300، FLUKO Equipment Co., Ltd، شانگهای، چین) در 1000 دور در دقیقه به مدت 5 دقیقه و به دنبال آن سرعت همزدن بالاتر 4000 دور در دقیقه به مدت 20 دقیقه. در نهایت برای جلوگیری از جدا شدن و حذف حباب های هوا تا زمانی که نمونه های آماده شده تا دمای اتاق خنک شوند از همزن دستی استفاده شد.

2.3.روش ها

2.3.1. تست همدما TG/DSC-FTIR

بر اساس مطالعه قبلی ما [31]، سیستم تست TG/DSC (STA 409، Netzsch، آلمان) همراه با یک طیف سنج FTIR (Nicolet IS10، Thermo Scientific، Grand Island، NY، ایالات متحده آمریکا) برای ارزیابی اثرات ضد مورد استفاده قرار گرفت. عوامل پیری به ترتیب بر پیری اکسیداتیو حرارتی اشباع، آروماتیک و آسفالت. تقریباً 10 میلی گرم از نمونه در بوته های آلومینا سیستم آزمایش TG/DSC قرار داده شد. دمای گرمایش از دمای اتاق با نرخ گرمایش 40 درجه در دقیقه به 163 درجه افزایش یافت و بر اساس روش‌های آزمایش استاندارد چینی قیر و مخلوط قیر برای مهندسی بزرگراه در 163 درجه به مدت 4 ساعت نگهداری شد [36]. سپس 21 درصد اکسیژن و 79 درصد نیتروژن با سرعت جریان 60 میلی لیتر در دقیقه وارد شد. بنابراین، آزمایش‌های پیری حرارتی-اکسیداتیو نمونه‌های اشباع، آروماتیک و آسفالت برای بحث در مورد تغییرات در از دست دادن جرم، آنتالپی حرارتی و اجزای فرار در طول گرمایش همدما قبل و بعد از افزودن عوامل ضد پیری به ترتیب انجام شد. برای محاسبه مساحت پیک های گرمازا یا گرمازا بر روی منحنی DSC از روش خطی پایه استفاده شد. برای به دست آوردن آنتالپی، مساحت بین خط پایه و یک پیک گرماگیر یا گرمازا در منحنی DSC محاسبه شد.

در همان زمان، مواد فرار آزاد شده توسط گاز پاکسازی با سرعت جریان 120 میلی لیتر در دقیقه به آنالایزر ترکیبی FTIR ((Nicolet IS10, Thermo Scientific, GrandIsland, NY, USA) وارد شد. نتایج آزمون FTIR به طور مداوم ثبت شد. قبل از آزمون رسمی همدما TG/DSC-FTIR هر نمونه، کالیبراسیون دما و تعادل انجام شد و آزمایش‌های اولیه برای بررسی تکرارپذیری در شرایط آزمایشی یکسان سه بار انجام شد. هنگامی که نتایج نشان داد که منحنی‌های TG و DSC کاملاً روی هم قرار گرفتند و خطاها قابل قبول بودند، آزمایش رسمی هر نمونه انجام شد، بنابراین، چهار نمونه برای مشخص کردن اثرات عامل ضد پیری بر خواص پیری حرارتی-اکسیداتیو اشباع‌ها، آروماتیک‌ها، تهیه شد. و به ترتیب آسفالت.

2.3.2. تست ESEM-EDS

تغییرات در میکرومورفولوژی و محتویات عنصر اصلی نمونه‌های آسفالت قبل و بعد از پیری همدما-اکسیداتیو شبیه‌سازی‌شده با ESEM (نوع Quanta 200، FEI، Grand Island، NY، ایالات متحده) مجهز به EDS مشخص شد. ابتدا آسفالتی با اندازه نمونه 1cm×1cm×1cm تهیه و با استفاده از چسب رسانا روی میز نمونه تمیز قرار گرفت. سپس پودر طلا بر روی نمونه آسفالت پاشیده شد و محفظه مشاهده وکیوم شد تا فشار به -3.06×{7}} Pa رسید.سنبل بیابانیمورفولوژی نمونه بلافاصله با استفاده از ESEM مشاهده شد و ترکیبات شیمیایی با استفاده از EDS شناسایی شد. محتویات عنصر شیمیایی مقادیر متوسط ​​سه نقطه آزمایش تصادفی در هر نمونه بود.

3. نتایج و بحث

3.1. اثر پایداری حرارتی عوامل ضد پیری بر مواد اشباع و معطر

برای بحث در مورد اثرات عوامل ضد پیری آماده شده EG/MH و EG/CaCO3 بر پایداری حرارتی اشباع و آروماتیک ها، آزمون های همدما TG/DSC-FTIR برای شبیه سازی پیری اکسیداتیو حرارتی در دمای 163 درجه سانتی گراد به مدت 4 ساعت انجام شد. .

3.1.1. اثر پایداری حرارتی EG/MH بر اشباع

منحنی های TG و DSC اشباع و اشباع/EG/MH در طول پیری همدما-اکسیداتیو در شکل 1 نشان داده شده است.

از منحنی های TG در شکل 1، مشخص شده است که جرم اشباع با طولانی شدن مدت پیری حرارتی-اکسیداتیو قبل و بعد از افزودن EG/MH کاهش می یابد. نرخ کاهش اشباع / EG / MH بسیار کمتر از اشباع است. این نشان می دهد که واکنش تجزیه و تبخیر اجزای سبک در اشباع پس از افزودن EG / MH در طول پیری اکسیداتیو حرارتی اشباع کاهش می یابد. این به این دلیل است که EG/MH نقش پرکننده و تثبیت کننده را در اشباع ایفا می کند، و EG متخلخل عملکرد جذب قوی دارد به طوری که برخی از مولکول های هیدروکربنی با زنجیره کوتاه توسط EG جذب می شوند [12].

از آنجایی که دمای گرمایش ثابت است، تغییر در جریان گرما عمدتاً به دلیل اختلاف دمای بین اشباع‌ها و نمونه‌های ماده مرجع است. منحنی‌های DSC اشباع‌ها و اشباع‌ها/EG/MH به‌مدت 4 ساعت به‌طور مداوم در 163 درجه نوسان می‌کنند، و دامنه تغییر اشباع‌ها بیشتر از اشباع‌ها/EG/MH است. این نشان می دهد که اجزای مختلف در اشباع در واکنش های شیمیایی در مراحل مختلف گرمایش در طول پیری همدما-اکسیداتیو اشباع شرکت می کنند. علاوه بر این، واکنش های گرماده و گرمازا نسبتاً شدید و پیچیده رخ می دهد. این به این دلیل است که اشباع‌ها اجزای سبک در آسفالت هستند و زنجیره‌های مولکولی اصلی و زنجیره‌های جانبی به راحتی در دماهای بالا شکسته می‌شوند تا گرما را در طول پیری همدما-اکسیداتیو اشباع آزاد یا جذب کنند.

علاوه بر این، مقادیر جریان حرارتی اشباع‌ها و اشباع‌ها/EG/MH روند افزایشی را در کل نشان می‌دهند، اما مقادیر جریان حرارتی اشباع‌ها بیشتر از اشباع‌ها/EG/MH است. این نشان می دهد که مواد اشباع به طور کلی در طول پیری همدما-اکسیداتیو در دمای 163 درجه به مدت 4 ساعت تحت یک واکنش گرماگیر قرار می گیرند. مشخص شد که منحنی‌های DSC نشان می‌دهند که حرارت واکنش به وضوح پس از افزودن اشباع‌های EG/Mein کاهش می‌یابد. دلیل آن این است که EG مولکول های هیدروکربن کوچک را جذب می کند و اکسیژن و گرما را عایق می کند و مانع از اکسیداسیون حرارتی بیشتر می شود. MH روی EG متخلخل بارگذاری می‌شود تا مولکول‌های کوچک را ثابت کند، اشباع‌ها را پر و تثبیت کند [11،23]. اثرات هم افزایی EG و MH باعث افزایش پایداری حرارتی اشباع شده و واکنش های شیمیایی ضعیف می شود که منجر به کاهش گرمای واکنش در طول پیری همدما-اکسیداتیو می شود.

3.1.2. اثر پایداری حرارتی EG/CaCO3 بر مواد معطر

تست های همدما TG/DSC بر روی آروماتیک ها قبل و بعد از افزودن EG/CaCO3 در دمای 163 درجه به مدت 4 ساعت انجام می شود. منحنی های TG و DSC آروماتیک و آروماتیک/EG/CaCO، در طول پیری همدما-اکسیداتیو، در شکل 2 نشان داده شده است.

از منحنی‌های TG در شکل 2، اشاره شده است که آروماتیک‌های بدون عامل ضد پیری EG/CaCO: روند افزایشی جزئی در جرم نشان می‌دهند، در حالی که جرم آروماتیک‌ها پس از افزودن EG/CaCO3 در آروماتیک‌ها در طول همدما کمی کاهش می‌یابد. -پیری اکسیداتیو این نشان می دهد که واکنش پلیمریزاسیون در آروماتیک ها بیشتر از واکنش تجزیه قبل از افزودن EG و CaCO، نانوذرات، تولید برخی محصولات درشت مولکولی است. این به این دلیل است که آروماتیک ها به دلیل پلیمریزاسیون اکسیداتیو در طول پیری همدما-اکسیداتیو رزین تبدیل شده اند و زنجیره های جانبی روی حلقه های معطر به راحتی اکسید شده و پلیمریزه می شوند تا سیکلوآلکیل معطر را تشکیل دهند [37]. با این حال، واکنش پلیمریزاسیون در آروماتیک ها کمتر از واکنش تجزیه پس از افزودن EG/CaCO3 است، که در نتیجه باعث کاهش جرم آروماتیک در طول پیری همدما-اکسیداتیو می شود. این عمدتا به دلیل این واقعیت است که برخی از اجزای سبک توسط EG جذب و ثابت می شوند تا از تولید ماکرومولکول ها از طریق واکنش پلیمریزاسیون اکسیداتیو بیشتر با اکسیژن جلوگیری شود [38]. با این حال، مقدار کمی از اجزای مولکولی کوچک نیز در طی واکنش تجزیه حرارتی آروماتیک ها فرار می کند. هنگامی که جرم فرار ساطع شده از ماکرومولکول های تولید شده توسط واکنش پلیمریزاسیون بزرگتر باشد، جرم کل آروماتیک ها اندکی کاهش می یابد. در همین حال، نانوذرات هیدروفیل CaCO بارگذاری شده روی لبه و دیواره داخلی EG به طور یکنواخت در مواد آروماتیک پراکنده می‌شوند تا یک ساختار متقابل ایجاد کنند، که پایداری حرارتی آروماتیک‌ها را بهبود می‌بخشد و باعث کاهش آهسته‌تر از دست دادن جرم آن می‌شود.

همانطور که در شکل 2 نشان داده شده است، منحنی‌های DSC نشان می‌دهند که واکنش‌های گرماگیر نسبتاً شدید و پیچیده در فرآیند پیری همدما-اکسیداتیو آروماتیک‌ها رخ می‌دهد، که نشان می‌دهد اجزای مختلف در آروماتیک‌ها در واکنش‌های شیمیایی در مراحل مختلف گرمایش در طول پیری همدما-اکسیداتیو شرکت می‌کنند. پس از افزودن EG/CaCO، روند تغییر جریان حرارت آروماتیک ها تقریباً موازی با آبسیسا است. این نشان می دهد که پایداری حرارتی آروماتیک ها بهبود یافته است که به دلیل عملکرد هم افزایی بین EG و CaCO است. جذب EG مانع از واکنش زنجیره ای می شود و روند پیری اکسیداتیو حرارتی آروماتیک ها را سرکوب می کند. اثرات سطحی CaCO: نانوذرات وضعیت فیزیکی آروماتیک ها را تثبیت می کنند و پایداری حرارتی آروماتیک ها را بهبود می بخشند.

این مقاله از Materials 2020, 13, 4005 استخراج شده است. doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials