پلیمر پلاستومر

پلیمر پلاستومر به صورت گستره به عنوان اصلاح کننده آسفالت برای دستیابی به آسفالت های پلیمری با کارایی بالا و پوشش هایی با طول عمر زیاد به کار می روند. پلیمر پلاستومر عبارتند از خانواده کوپلیمراستایرن-بوتادین (SB)، پلی وینیل کلراید (PVC)، کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA)، الاستومر اتیلن-پروپیلن (SBS) و (EPDM)، پلی پروپیلن ، که پلیمرهای بلوک کوپلیمر استایرن-بوتادین-استایرن (SBS) مورد توجه بیشتر قرار می گیرند. نتایج آزمایشگاهی و میدانی قیرهای پلیمری اصلاح شده با پلیمر پلاستومر رضایت بخش بوده و بهبود کارایی مخلوط آسفالتی حاصل از آن در دماهای بالا و پایین مشاهده شده و فرایندهای تولید قابل قبول بوده است.

 

کوپلیمر اتیلن وینیل استات (EVA)

افزودن EVA به قیر به عنوان پلیمر پلاستومر باعث بهبود خواص آن می شود. در چند مقاله اثرات مختلف این کوپلیمر روی خواص قیر با اثرات SBS مقایسه شده است. این کوپلیمر تا حد زیادی در قیر، مشکل حلالیتی ندارد. کوپلیمر EVA حساسیت حرارتی، شیار شدگی آسفالت و ترک های عرضی (حرارتی) را کاهش می دهد، اما سایر خواص از جمله، مدول کشسان، مقاومت در برابر توسعه ترک خوردگی های آسفالت از جمله ترک های خستگی، مدول برجهندگی، سفتی قیر، سیکل های قبل از تخریب (failure) در دماهای متوسط و ترک های طولی (خستگی) را افزایش می دهد.

 

کوپلیمرهای استایرن-بوتادین

بعد از آنکه لاستیک طبیعی به طور موفقیت آمیز به عنوان اصلاح کننده قیر و تهیه آسفالت لاستیکی در دهه ۱۹۶۰ در فرانسه و ایتالیا به کار گرفته شد، توجه پژوهشگران به سوی لاستیک های مصنوعی به منظور اصلاح کننده های آسفالت جلب گردید. لاستیک استایرن-بوتادین (SBR)، اولین پلیمر مصنوعی بود که در اصلاح قیر به کار رفت. برخلاف استایرن، کوپلیمرهای آن، مانند استایرن-بوتادین-استایرن (SBS)، استایرن-ایزوپرن-استایرن (SIS)، استایرن-اتیلن-پروپیلن-استایرن (SEPS) و استایرن-اتیلن-بوتادین-استایرن (SEBS)، اثرات عمیقی بر خواص قیر دارند. کارهای پژوهشی زیادی بر روی مخلوط این کوپلیمرها و قیر انجام شد.

بلاک کوپلیمر SBS یک پلیمر پلاستومر سه بلوکه است که در آن بلوک های استایرن به وسیله یک بلوک بوتادین از یکدیگر جدا می شود. این کوپلیمر می تواند خطی یا شعاعی باشد و در قیر، شبکه الاستیک سه بعدی از کره های متصل شده (فاز پلی استایرن) به یکدیگر، به وسیله فنرهای فاز پلی بوتادین، تشکیل می گردد.

طبق نظر بسیاری از پژوهشگران، کوپلیمر خطی SBS برای تولید آسفالت اصلاح شده کارآمدتر می باشد، علت این امر تشکیل شبکه سه بعدی است که کشسانی، پلاستیسیته و تاب کششی قیر را بهبود می دهد.

یک جنبه بسیار مثبت SBS گرانروی بسیار کم مخلوط های آن با قیر در دمای اختلاط است. اگر به اندازه کافی پلیمر پلاستومر به قیر اضافه شود، یک شبکه کامل تشکیل می شود، اما یک نقطه ضعف ذاتی SBS تخریب حرارتی-اکسایشی آن در دماهای بالاست. علت وقوع تخریب، وجود پیوندهای دوگانه در زنجیره اصلی کوپلیمر است. بنابراین SBS توسط کوپلیمرهای دیگر جایگزین شده است تا از تخریب زنجیره اصلی کپلیمر جلوگیری شود.

اگرچه کوپلیمرهای استایرن-بوتادین به طور وسیعی به منظور اصلاح کننده قیر به کار می روند، ولی دارای معایبی هستند که عبارتند از:

1. قیمت بالا
2. افزایش حباب های هوا
3. تخریب حرارتی

حذف پیوندهای دوگانه فاز بوتادین، مشکل اکسایش حرارتی این کوپلیمرها را بهبود می بخشد، ولی آن ها هنوز خیلی گران هستند. افزایش حباب های هوا باعث تخریب زودرس و کوتاه شدن عمر آسفالت اصلاح شده می گردد.

اتیلن-پروپیلن-دی ان-مونومر

لاستیک EPDM مدت طولانی است که به عنوان افزودنی قیر برای تهیه قیر اصلاح شده به کار گرفته شده است. اگرچه در تهیه آسفالت لاستیکی، لاستیک های EPDM و EPR خصلت لاستیکی آسفالت را به شدت افزایش می دهند، ولی دلایل اقتصادی و فنی استفاده از آنها را به شکل خالص و گستره محدود کرده است. مخلوط قیر و این الاستومرها خصلت انعطاف پذیری زیادی را در دماهای پایین به قیر می دهد، که نتیجه آن مقاوم شدن قیر در برابر ترک های آسفالتی حرارتی است. کارهای پژوهشی نشان داده است که گرانروی قیرهای اصلاح شده با EPDM به طور مستقیم با مقاومت در برابر شیار شدگی آسفالت رابطه دارد. EPDM سولفوره شده توسط روی نیز در تهیه قیر پلیمری اصلاح شده به کار می رود. بعد از اختلاط مخلوط با قلیا خنثی می شود.

پلی پروپیلن

دمای گذار شیشه ای پلی پروپیلن ایزوتاکتیک (ipp) به نسبت بالاست (c°۰). در نتیجه تاب ضربه این پلیمر خیلی پایین است. انواع pp به عنوان افزودنی قیر و آسفالت در اصلاح خواص قیر به کار رفته اند اگرچه ipp اثر چندانی بر روی خواص قیر در دماهای پایین ندارد، اما با این وجود طبق پارامترهای حلالیت، سازگارترین پلی الفین برای مخلوط قیری است. یک جنبه مهم ipp حجم زیاد بازیافتی آن است.

وستاپلاست

پلیمر وستاپلاست α-اولفین . تریپلیمر ساخته شده از اتان، پروپن و ۱-بوتن می باشد، این ترکیب به شکل آمورف می باشد و انواع کختلف با خواص فیزیکی متفاوت برای کاربردهای فراوان دارد.

وستاپلاست خواص مطلوبی را به آسفالت اصلاح شده می بخشد از جمله: نقطه نرمی، ویسکوزیته، پایداری حرارتی خوب، سهولت اختلاط، انعطاف پذیری در دماهای پایین و پایداری مکانیکی مناسب، بهبود سیالیت ( کاهش چسبندگی گرانول ها) بر روی سهولت اجرا، سختی بالا، انعطاف مناسب در هوای سرد، پخش سریع و آسان در قیر بدون نیاز به همزن با دور بالا.

این پلیمر در مقایسه با انواع دیگر پلیمرها ویسکوزیته کمتر و حالت بلوری بیشترداشته و همین امر فرایند اختلاط را تسهیل می نماید. بدین طریق که نیروی برشی و دماط اختلاط کمتری مورد نیاز می باشد که صرفه جویی در هزینه، انرژی و تجهیزات را در بردارد. دمای عملکرد پایین موجب کاهش هزینه انرژی و آلایندگی می گردد، بهبود سیالیت گرانول ها نیز سهولت اجرا را فراهم می کند.

آسفالت اصلاح شده با پلیمر وستاپلاست ویژگی های متعددی از جمله:

1. عایق رطوبتی
2. اختلاط ساده (بدون نیاز به همزن دور بالا)
3. دمای تولید پایین (آلایندگی کمتر)
4. قابلیت ذخیره سازی خوب
5. پایداری حرارتی بسیار عالی برای سطوح جاده ها
6. بدون مشکل تراکم در آسفالت
7. سختی بالا
8. محصولی پلاستومر با رفتارهای الاستومریک

افزودنی آنتی استریپر ایوانیک آلمان با نام تجاری TEGO Addibit L300 برای تامین دوام رطوبتی آسفالت استفاده می شود.

پلیمرهای وستنامر شرکت ایوانیک آلمان در ترکیب با پودر لاستیک استفاده می شود.

پلیمر وستاپلاست شرکت ایوانیک آلمان دامنه عملکردی قیر را در دماهای بالا و پایین افزایش می دهد.

امولسی فایر PKF برای تهیه قیر امولسیونی عملکردی بسیار عالی دارد.

غلیظ کننده قیر امولسیونی (تیکنر) شرکت ایوانیک آلمان برای بهبود غلظت قیر امولسیونی بسیار پرکاربرد می باشد.

وستاوکس بهبود دهنده ی PG قیر با کارایی بهتر از ساسوبیت.