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  瀝青路面受交通荷載增加和苛刻氣候條件等影響，服務(wù)質(zhì)量和使用壽命受到嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。為了滿足現(xiàn)代交通的需求，聚合物改性瀝青是提高瀝青路面性能的最有效的方法之一。聚乙烯因其價格低廉、性能優(yōu)異而被選為瀝青改性劑。在瀝青中引入聚乙烯可以提高瀝青抗永久變形和疲勞的能力。然而，聚乙烯改性瀝青儲存穩(wěn)定性差，限制了其大規(guī)模應(yīng)用。具有良好儲存穩(wěn)定性的聚乙烯改性瀝青的制備仍然具有挑戰(zhàn)性。

  長安大學(xué)顏錄科教授和中科院化學(xué)所李化毅副研究員合作，設(shè)計了一種通過在聚乙烯鏈末端添加官能團來提高聚乙烯改性瀝青儲存穩(wěn)定性的策略。本文合成了一種低分子量端氨基聚乙烯（NPE），并將其用于改性瀝青（圖1）。端氨基聚乙烯分子上的極性基團可與瀝青中酸性物質(zhì)反應(yīng)，形成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。且添加相同質(zhì)量的改性劑，由于端氨基聚乙烯的分子量較小，NPE改性瀝青中氨基的占比較高，從而使其具有優(yōu)異的貯存穩(wěn)定性。具體而言，添加3 wt%和5 wt% NPE的改性瀝青，頂部與底部軟化點之差分別低至1.1°C和0.4°C（表1）。

圖1. 端氨基聚乙烯改性瀝青示意圖。

  端氨基聚乙烯的加入降低了基質(zhì)瀝青的針入度（圖2A），提高了低溫延展性（圖2B），表明NPE改善了基質(zhì)瀝青的低溫性能與硬度。通過動態(tài)剪切流變儀和應(yīng)力蠕變恢復(fù)測試說明了NPE的加入對基質(zhì)瀝青流變性的改善（圖2C,D,E），瀝青的剛度，彈性以及抗車轍性能得到提高。熒光顯微鏡圖像證實了NPE在瀝青中均勻分散（圖2F）。他們的工作表明，降低PE分子量同時加入極性集團的策略成功地提高了PE改性瀝青的儲存穩(wěn)定性同時兼具良好的路面性能。這項工作將為PE在瀝青中的儲存穩(wěn)定性提供進一步的指導(dǎo)。

表1. 改性瀝青頂部與底部軟化點差

圖2.（A）瀝青針入度，（B）瀝青延度，（C）瀝青復(fù)合模量（D）瀝青相位角，（E）瀝青不可恢復(fù)蠕變?nèi)崃浚‵）瀝青熒光顯微鏡圖

  該工作以“Facile synthesis of polyethylene-modified asphalt by chain end-functionalization”為題發(fā)表在Composites Communications上。長安大學(xué)研究生李孟茹為第一作者，顏錄科教授、叢培良教授和中科院化學(xué)所李化毅副研究員為共同通訊作者。該研究工作得到長安大學(xué)中央高校項目和陜西省重點研發(fā)項目的支持。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.coco.2022.101088