[发明专利]一种基于原子力显微镜检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法

说明书

本发明公开了一种基于原子力显微镜检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法，包括如下步骤：(1)SBS改性沥青的预处理，(2)SBS改性沥青的冷冻保存，(3)SBS改性沥青的低温切割，(4)对SBS改性沥青样品进行扫描，(5)通过观察形貌图和相图，确认聚合物在SBS改性沥青中分散程度。本发明中采用氮气填充保护、液氮快速冷冻，以及通过原子力显微镜(AFM)轻敲模式扫描SBS改性沥青，直接得到SBS改性沥青样品表面的三维形貌图像和相图，并且具有操作简单、不需过多的对样品进行处理、检测图片清晰和检测准确度高等优点，具有更好的适用性，为研究聚合物在SBS改性沥青中的分散性提供了新的方法和思路。

技术领域

本发明属于道路工程技术领域，具体涉及一种基于原子力显微镜检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法。

背景技术

SBS改性沥青在改善温度敏感性、提高低温韧性、抗车辙能力和抗疲劳开裂能力等方面具有显著效果；由于SBS改性沥青能够提高和改善道路石油沥青的各项性能、延长沥青路面的使用寿命等方面具有优越的性能，使其在高等级沥青路面建设中得到了广泛应用。

对于SBS改性沥青，沥青与聚合物的热力学相容性是决定其各项性能的关键要素，从广义的工程层面来说，相容性就是两种物质共混后形成一个稳定体系，聚合物均匀地分布于沥青当中，储存过程中不发生分层或者相分离。因此，聚合物分散相的分布均匀性是评价SBS改性沥青相容性好坏的重要依据，但目前对于聚合物分散相分布均匀性的研究尚以电子显微观测和荧光显微观测为主。由于SBS改性沥青在高速剪切过程中产生大量肉眼难以识别的微小颗粒，故很难通过主观观测对分散均匀性进行定量、准确地评价，应该采用更加适合检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法。

原子力显微镜(AFM)可获得沥青表面的高分辨图像，其利用AFM探针轻敲沥青表面的分子相互作用力，在扫描时控制这种作用力恒定，将探针在垂直于样品表面方向上起伏运动，利用隧道电流检测法获得沥青表面扫描点的位置高度起伏变化，将信号放大与转换从而得到沥青样品表面原子级的三维立体形貌图像。因此原子力显微镜测试方法可有助于研究人员全方面地认识SBS改性沥青中SBS的分散特性。但目前在沥青原子力样品制备时，多采用自然冷却方式，外部灰尘及杂质的影响，导致沥青表面会存在污染，影响了沥青表面形貌的精确观测；此外常规温度下沥青样品制备时，由于沥青变形流动，也对内部形貌的形态造成干扰。

发明内容

发明目的：针对现有技术存在的问题与不足，本发明提供一种基于原子力显微镜检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法，解决现有检测方法数据不够准确，检测结果误差较大的问题。

技术方案：为了实现上述目的，如本发明所述一种基于原子力显微镜检测SBS改性沥青中聚合物分散性的方法，包括如下步骤：

(1)SBS改性沥青的预处理

将待测的SBS改性沥青材料加热软化后均匀的涂抹在玻璃片上；

(2)SBS改性沥青的冷冻保存

将步骤(1)所得到的材料包裹好，置于冷冻箱中，先充入氮气，后采用液氮快速冷冻；

(3)SBS改性沥青的低温切割

在冷却水的作用下，将步骤(2)冷冻的SBS改性沥青样品切出平整平面，将切割后的SBS改性沥青样品清洗切面，将样品放置到显微镜下观察无碎屑为止，待用；

(4)AFM对SBS改性沥青样品进行扫描

以AFM探针对步骤(3)制备的样品进行扫描，得出其形貌图和相图；

(5)通过观察形貌图和相图，确认聚合物在SBS改性沥青中分散程度。