CC BY
28
AZ9RBAYCAN KÍMYA JURNALI № 2 2014
65
UOT 678.746.547.313
POLÜZOPRENLa modífíkasíya olunmus bítumun va ONUN 9SASINDA ÖRTÜKLaRiN XASSOLaRÍNÍN T8DQÍQÍ
i.H.Mövlayev, S.M.Íbrahimova, G.M.Mammadova, G.R.Qaziyeva, D.N.Cafarova
Azdrbaycan Dövlat Neft Akademiyasi
ihm@adna.baku.az
Redaksiyaya daxil olmu§dur 02.11.2010
Qudron:asfalten=80:20 qan§igi asasinda yüksak yum§alma temperaturuna malik (tyum=1100C) xüsusi bitum alinmi§ va xassalari tadqiq edilmi§dir. Müayyan edilmi§dir ki, onun asasinda alinan örtüyun asas göstaricilari standartin talablarina cavab vermirlar. Buna göra alinmi§ bitumun poliizoprenla müxtalif nisbatlarda mexaniki-kimyavi modifakasiyasi apanlmi§, bitumun va modifikasiya olunmu§ bitumun müxtalif temperaturlarda va garginliklarda reoloji xassalari tadqiq edilmi§dir. Göstarmi§dir ki, tadqiqatin aparildigi bütün hallarda modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyü modifikasiya olunmami§ bitumun effektiv özlülüyüdan yüksakdir va tarkibinda olan poliizoprenin miqdari artdiqca artir. Modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten=80:20 bitum asasinda alinan örtüyün göstaricilarinin tadqiqi göstarilmi§dir ki, malum sanaye neft bitumu olan B-80/30 asasinda örtüyü ila müqaisada poliizoprenla modifikasiya olunmu§ örtük suya, aqresiv mühitlara davamliliq, möhkamlik, elastiklik, adgeziya kimi yüksak göstaricilara malikdir. Aparilan tadqiqatlar naticasinda poliizoprenla modifikasiya olunmu§ bitum asasinda alinan kompozisiyalarin antikorroziya örtüklari va hidroizolasiya materiali kimi istifada etmak ü?ün tarkiblari taklif edilmi§dir.
Agar sözl^r: xüsusi bitum, poliizopren, modifikasiya, reoloji xassalar, örtüklar, möhkamlik, elastiklik, adgeziya, suya davamliliq, aqresiv mühitlara davamliliq.
Neft bitumlari yüksak adgeziyaya va hidrofob xassalarina göra yol-tikinti i§larinda, dam örtüklarinin hazirlanmasinda, binalarin bünövralarinin yeralti sulardan, duzlardan, boru kamar-larinin korroziyadan mühafizasinda va s. sahalarda geni§ istifada olunur.
Bitum laklarinin digar antikorroziya va hidroizolyasiya örtüklari ila müqayisada bir cox üstünlüklari vardir. Xammalin ucuz va asan alda edilmasi onlara talabati artirmi§dir. Bununla yana§i hal-hazirda istifada olunan bitum örtüklarinin keyfiyyat göstaricilari - möhkamliyi, istiya va §axtaya davamliligi, elastikliyi, adgeziyasi lazimi saviyyada deyildir. Qeyd olunanlari nazara alaraq, bitum laklarinin asas komponenti olan bitumun xassalarinin yax§ila§dirilmasi böyük ahamiyyat kasb edir [1, 2].
Malumdur ki, bitum örtüklarinin asasini yüksak arima temperaturuna va az parafinliya malik xüsusi bitumlar ta§kil edir. Onlar asasan qatranli va az parafinli neft qaliqlarindan istifada etmakla alinir va DÜÍST 21822-76 standarti ila xarakteriza olunur.
Bitum laklarini almaq ü9ün lazim olan bela neftlarin ehtiyatlari kifayat qadar olmadigin-dan va bitum laklarina talabatin artdigini nazara alaraq, yüksak arima temperaturuna malik bitumun alinmasi ü9ün qudron:asfalten=80:20 qari§igindan istifada edilmi§dir.
Xüsusi maqsad ü9ün alinmi§ yüksak arima temperaturuna malik bitumun xassalari cadval 1-da verilmi§dir.
Cadval 1-dan göründüyü kimi, qudron:asfalten=80:20 qari§igi asasinda alinan xüsusi bitum istismar xassalarina göra standartin talablarina uygundur. Bitum laklarin alinmasi ü9ün yararliligini yoxlamaq maqsadi ila alinmi§ xüsusi bitum geni§ benzin fraksiyasinda - 222 platformatda hall edilib (bitum:benzin=40:60 nisbatinda) va alinan bitum lakinin xassalari tadqiq edilmi§dir.
66 POLiiZOPRENLЭ MODiFiKASiYA ОШЧМЩ BiTUMUN
Cэdvэl 1. Qudron:asfalten=80:20 с^таф эsasшda аИпап xйsusi bitumun xassэlэri
Gбstэricilэr
adlarI qudron:asfalten=80:20 qan§IgI эsasmda xйsusi bituш tyum = 110 C xиsusi ЫШткг йдйп DUiST21822-76 standartIшn tэlэblэri
penetrasiya gбstэricisi 250C-dэ, 0.1 mm 3.0 < 5-8
isti benzolda ИэИ olmayan Ыг1э§тэ1эгш miqdaп, kйtlэ % 0.15 < 0.15
Шип miqdan, Ш1э % 0,20 < 0,20
aИ§шa teшperaturu, ^ 265 > 250-260
suyun шiqdan, kйtlэ % - izlэri
Шг§и эdэdi, ш1 КОН /q 1.6 < 2.0
Cэdvэl 2. Qudron:asfalten=80:20 bitum эsasшda а1шап бгШуипип эsas gбstэricilэri
Gбstэricilэr
adlaп qudron:asfalten=80:20 bitum бrtйyй (¿УШП = 1100C ) BT-5101 шarkalI ЫШт lakm standart norшalaп
6ГШУШ rэngi qara qara
6ГШУШ xarici gбrйnй§й haшar sэth haшar sэth
BZ 4 Иэ 200С бzlйlиk, san 35 > 25-40
ugucu olmayan Ыг1э§шэ1эпп шiqdaп, kйtlэ % 39 > 37-42
20±2^^э 3 dэrэcэyэ qэdэr quruшa mйddэti, saat 2.8 < 2.0
бг^ип шбhkэmliyi, §.у. 0.8 > 1.0
6гШуш эyilшэsi, тт 4.2 < 3.0
6ГШУШ suya davamlIlIgI, 200C-dэ, saat 22 > 24
бт^т 20±20C-dэ 10%-И НС1 шэhluluna davaш-Шф, saat 3.2 > 4.0
adgesiya, bal 2,0 < 1.0
6ГШУш parlaqlIgI, %: бrtиk Maxu шэhlulunda 24 saat saxlandIqdan sonra 62 15 > 66 >18
Bitum бг1йуйпйп gбstэгicilэгi, cэdvэl 2-ёэп §бгйпёйуй kimi, Пк ёбгё gбstэгici istisna olmaqla, standaгtln tэlэЫэгinэ cavab veгmiг. Bitum бгШуйп stabilliyini yoxlamaq йфйп mateгial 24 saat mиddэtindэ Maxu mэhlulunda saxlaшlml§dlг. Ог1йуйп dagllmasl, qabaгclqlaпn 9lxmasl nэticэsindэ de§iklэrin эmэlэ gэlmэsi mи§ahidэ edildiyi йфйп allnml§ bitum бЛиЫэп yararslz hesab edilmi§dir.
Qudron:asfalten=80:20 xиsusi bitum эsaslnda allnan бrtиyиn gбstэгicilэгini standaгtln noгma tэlэblэгinэ uygunla§dlгmaq mэqsэdilэ bitum poliizopгenlэ (PiP) modifakasiya edilmi§diг.
Тэст^э^г a§agldakl kimi apaпlml§dlг: poliizopгen ^йт geni§ fгaksiyasl olan 222 рЫ-foгmatda §i§эnэ qэdэг saxlaшllг, эvvэlcэdэn 130-1350C-yэ qэdэг qlzdlпlml§ qudгon:asfal-ten=80:20 xиsusi bitumun иzэrinэ tэdгicэn hissэ-hissэ эlavэ ediliг vэ biгcinsli sistem allnana qэdэг qaп§dlпllг. 60-700C-yэ qэdэr soyudulmu§ qaп§lqdan питипэ gбtиrиг vэ onun гeoloji xassэlэгi tэdqiq edilir. Yeгdэ qalan qaп§lga lazlmi miqdarda hэlledici эlavэ ediliг vэ ЫгамН mэhlul allnana qэdэr qaп§dlпllr.
Bitumun modifikasiyasl zamaш komponentlэrin nisbэti cэdvэl 3-dэ verilmi§diг.
i.H.MOVLAYEV va b. 67
Codvol 3. Bitumun modifikasiyasi zamani komponentlorin nisboti
Komponentlorin miqdari, k.h.
qudron:asfalten=80:20 qançigi osasinda xususi bitum poliizopren
100 -
95 5
90 10
85 15
80 20
70 30
Qudron:asfalten=80:20 bitumun vo 5:30 k.h. poliizoprenlo modifikasiya olunmuç bitumun reoloji xassolori muxtolif temperaturlarda vo gorginliklordo kapilyar viskozimetriya usulu ilo iiRT cihazinda todqiq edilmiçdir [3, 4].
Reoloji proseslorin oyronilmosi bitum ortuyun torkibi vo onun reoloji xassolori arasindaki olaqoni açkarlamaga imkan verir. Bitumun vo modifikasiya olunmuç bitumun "torkib-xasso" korrel-yasiyasinin oyronilmosino osaslanan vo murokkob - qeyri-nyuton xassoyo malik muhitin axmasinin oyronilmosi bitum ortuklorin fiziki-kimyovi xassolorinin qiymotlondirilmosino imkan verir.
Bitumun reoloji xassolori onun deformasiya zamani neco olmasi ilo olaqodar olur vo gor-ginlikdon, yerdoyiçmo surotindon asilidir.
Yerdayiçma siiratinin vacib hallanndan biri sabit axmaqdir. Bu halda yerdayiçma gargin-liyi т va yerdayiçma siirati y materialin har bir tarefinda eynidir va geni§ hadda dayiça bilar (т va y çakilda lg-la gôstarilmi§dir)
Qudron:asfalten=80:20 xususi bitumun vo poliizoprenlo modifikasiya olunmuç bitumun muxtolif temperaturlarda yerdoyiçmo surotinin yerdoyiçmo gorginliklorindon asililigi oyronilmi§-dir.
4.6 4.8 5.0 lg x
igy
-0.1 -0.5 -0.9
1.3
0.9
0.5
0.1 -0.1
-0.5
3.0 :
2.6 :
2.2
1.8
1.4
0.7 1
'^0.3 2
-0.1 4.6 4.8 5.0 lg x
-0.5 b
-0.9
lgy2'0 1
1.6 2 -
1.2
0.8 q
4.0 lgy 3.6 4.7 4.9 5.1 lg x 1 2
3.2
2.8
2.4 f
Çakil 1. Muxtolif temperaturlarda bitumun vo polii/oprcnlo modifikasiya olunmus bi-tumim vcrdovismo suretinin (lgy ) vcrdo-yiçmo gorginliyindon (lg т) asililigi: 1 - bitum, 2 - bitum/PiP=70/30; a - 23, b - 30, v - 40, q - 50, d - 60, с - 800C.
4.6 4.8 5.0
4.6 4.8 5.0
1
2
1
2
v
4.6
5.0
x
1
2
x
x
Çokil 1-don gorunduyu kimi, tocrubonin aparildigi butun hallarda modifikasiya olunmuç bitum modifikasiya olunmamiç bituma nisboton açagi surotlo axir. Bu iso onu gostorir ki, modifikasiya olunmuç bitum istismar zamani modifikasiya olunmamiç bituma nisboton daha dayaniqlidir.
68
POLiiZOPRENLÖ MODIFIKASIYA OLUNMU§ BiTUMUN
Bitumun va poliizoprenla modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyünün ц müxtalif temperaturlarda yerdayi§ma garginliklarindan т asililiginin tadqiqi göstarmi§dir ki, tadqiqatin aparil-digi bütün hallarda modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyü modifikasiya olunmami§ bitumun effektiv özlülüyündan yüksakdir (§akil 2), bu da polimerin bitumla alaqalanmasi va strukturla§masi ila alaqadardir (ц §akilda lg-la göstarilmi§dir).
ig ц
ig ц
5.9 5.5
5.1
4.8
4.5
4.2
3.9 3.4
lg Л 3.0
2.6 2.2 1.8
4.5 4.7 4.9 5.1
.4.5 4.7 4.9 5
ig ц
5.3 1 5.0 4.7
4.5 4.7 4.9 5.1
ig ц
3.6
3.3 3.0
ig ц
4.5 4.7 4.9 5.1 2.4
I
2.0 1.6 1.2 0.8
§akil 2. Müxtalif temperaturlarda bitumun va poliizoprenla modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyünün (lg ц) yerda-yi§ma garginliyindan (lg т) asililigi: 1 - bi-tum, 2 - bitum/PiP=70/30; a - 23, b - 30, v - 40, q - 50, d - 60, с - 800C.
4.5 4.7 4.9 5.1
4.5 4.7 4.9 5.1
Müxtalif temperaturlarda va yerdayi§ma garginliklarinda qudron:asfalten=80:20 bitumun va poliizoprenla modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyünün modifikasiya olunmu§ bitumun tarkibinda olan poliizoprenin miqdarindan asililigi öyranilmi§dir. Müayyan edilmi§dir ki, tadqiqatin aparildigi bütün hallarda modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyü modifikasiya olunmami§ bitumun effektiv özlülüyündan yüksakdir va modifikasiya olumu§ bitumun tarkibinda olan poliizoprenin miqdari artdiqca onun effektiv özlülüyü va qan§igin axma sürati artir (§akil 3).
lg ц
lg ц
lg ц
5.9
5.5 5.1
5.1
4.7
4.3
3.9
3.6
1
3.0
2.4
1.8
15 25
PIP, k.h.
15 25
1
lg ц
PiP, k.h.
lg ц
lg ц
5.5 1
5.1 2 - 3
4.7 b - 4
4.2 5 15 25 PiP, k.h.
3.8 2 . ' 3
3.4 _. 4
3.0 q
2.8 5 15 25 PiP, k.h.
2.4 2
2.0 3 ^
1.6 4
1.2
0.8 f
§akil 3. Müxtalif temperaturlarda va gar-ginliklarda bitumun va poliizoprenla modifikasiya olunmu§ bitumun effektiv özlülüyünün (^ц) qari§igin tarkibinda olan PiP-in miqdarindan asililigi: a - 23, b - 30, v - 40, q - 50, d - 60, с - 800C; 1 -5.0399 104, 2 - 7.1691-104, 3 - 9.0077-104, 4 - 11.7960 104 Pa.
5 15 25
PiP, k.h.
5 15 25
PiP, k.h.
1
1
X
X
1
1
X
X
X
X
5
i.H.MÖVLAYEV уэ b.
69
Poliizoprenlэ modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten=80:20 bitum эsasmda alinmi§ örtü-yün тэ1ит sэnaye neft bitumu olan B-80/30 эsasmda alinan antikorroziya örtüyü ilэ müqayisэli göstэrici1эri öyrenilmi§ уэ cэdyэ1 4-dэ verilmi§dir.
Cadval 4. Po1iizopren1э modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten=80:20 bitum эsaslnda alinan örtüyün mэ1um
antikorroziya bitum örtüyü ib müqayisэ1i gösbricibri
Göstэrici1эr Mэ1um neft bitumu B80/30 эsaslnda antikorroziya örtüyü Modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten=80:20 bitum эsaslnda antikorroziya örtüyü (bitum/poliizopren =90/10)
örtüyün rengi qara qara
örtüyün xarici görünü§ü hamar sэth hamar sэth
VZ-4 ib 20°С^э özlülük, san 36 38
örtüyün quruma müddэti, saat: 200C 4.0 1.7
600C 1.0 0.2
örtüyün mühkэm1iyi, §.v. 0.7 1.2
pluonkanin suya davamliligi, 200C-dэ, saat 21 26
192 saat müddэtindэ kimyэyi davamliliq,
§i§mэsi, % 3%-li NaCl 0.41 0.02
20%-li HCl 1.37 0.03
28%-li H2SO4 1.55 0.03
40%-li NaOH 1.25 0.02
Eriksen üzrэ elastiklik (0CT6-10411-77),
mm 3.9 6.4
adgeziya (ГОСТ 15140-78), bal 0.4 1.0
örtüyün эyi1mэsi, mm 4.6 2.5
Cэdyэ1 4-dэn goründüyü kimi, po1iizopren1э modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten= 80:20 bitum эsaslnda alinan örtük mэ1um antikorroziya bitum örtüyü ib müqayisэdэ: suda, 3%-li NaCl, 20%-li HCl, 28%-li H2SO4, 40%-li NaOH mэh1u1aпnda davamliliq, möhkэm1ik, elas-tiklik, adgeziya kimi yüksэk göstэrici1эrэ malikdir. Örtüyün sэthindэ уэ фэ^тёэ he9 bir dэyi-§ik1ik1эr ba§ yermэmi§dir.
Po1iizopren1э modifikasiya olunmu§ qudron:asfalten=80:20 bitumun reoloji xassэ1эrinin уэ onun эsasmda alinan örtüyün göstэrici1эrinin tэdqiqi göstэrmi§dir ki, bitum/PÍP=95-90/5-10 qan§iqlan эsasmda alinan kompozisiyalardan antikorroziya örtüyü kimi, 85-70/15-30 qari§iqlari эsasmda kompozisiyalardan isэ hidroizolyasiya materiali kimi istifadэ etmэk olar.
0D9BÍYYAT SiYAHISI
1. Шихалиев К.С., Ибрагимова С.М., Бафадарова З.М. и др. // Изв. ВТУЗов Азербайджана. 2008. № 6. C. 29-35.
2. ^liyev K S., Mustafayev S.0., Axundov Б.Э., 0liyeva Z.N. //Ekoenergetika. 2012. № 3. S. 13-17.
3. Рейнер М. Реология / Пер. с англ. Малинина Н.И. М.: Наука, 1965. 216 с.
4. Виноградов Г.В., Малкин А.Я. Реология полимеров. М.: Химия, 1997. 438 с.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МОДИФИЦИРОВАННОГО ПОЛИИЗОПРЕНОМ БИТУМА
И ПОКРЫТИЙ НА ЕГО ОСНОВЕ
И.Г.Мовлаев, С.М.Ибрагимова, Г.М.Мамедова, Г.Р.Газиева, Д.Н.Джафарова
Получен специальный битум на основе смеси гудрон:асфальтен=80:20 с ¿разм=110°С и исследованы его свойства. Выявлено, что покрытие на его основе по основным показателям не соответствует требованиям стандарта. В связи с этим осуществлена механо-химическая модификация получен-
70
POLilZOPRENLe MODIFIKASIYA OLUNMU§ BITUMUN
ного битума полиизопреном, изучены свойства немодифицированного и модифицированного би-TyMa и покрытия на основе последнего. Показано, что эффективная вязкость модифицированного битума при различных температурах и напряжениях выше таковой немодифицированного битума, причем с ростом содержания полиизопрена она повышается. Установлено, что покрытие на основе модифицированного битyмa по сравнению с известным на основе нефтяного битума марки В-80/30 обладает улучшенными показателями прочности, эластичности, адгезии, высокими водо- и хим-стойкостью. Предложены составы композиций, полученных на основе модифицированного полиизопреном битума для использования в качестве антикоррозионных покрытий и гидроизоляционных материалов.
Ключевые слова: специальный битум, полиизопрен, модификация, реологические свойства покрытия, прочность, эластичность, адгезия, водостойкость, химическая стойкость.
INVESTIGATION OF THE PROPERTIES OF BITUMEN MODIFIED BY POLYISOPRENE
AND COATINGS ON ITS BASIS
I.H.Movlayev, S.M.Ibragimova, G.M.Mamedova, G.R.Gaziyeva, D.N.Jafarova
Special bitumen has been obtained on the basis of mixture qoudron:asphalt = 80:20 with softening temperature tsoft =1100C and its properties have been studied. It has been revealed that coating on its base doesnot meet standards by its main indices. Modification of obtained bitumen has been carried out by polyisoprene, the properties of unmodified and modified bitumen and the main indices of the coating obtained on its basis have been studied. Investigation of rheological properties of bitumen qoudron:asphalt = 80:20 and bitumen modified by polyisoprene showed that effective viscosity of modified bitumen by polyisoprene is higher at various temperatures and pressures than that of unmodified bitumen with this, effective viscosity of the obtained compositions raises by increasing injected polyisoprene quantity. It has been determined that coating obtained on the basis of modified bitumen in comparison with known anti-corrosive coating obtained on the basis of oil bitumen of B-80/30 mark has improved indices of strength, elasticity, adhesion, high water resistance chemical endurance. The components of the compositions obtained on the basis of bitumen qoudron:asphalt = 80:20 modified by polyisoprene for usinq as anti- corrosive coatings and water proofing materials are proposed.
Keywords: special bitumen, polyisoprene, modification, rheological properties of coating, elasticity, adhesion, water resistance, chemical endurance, strength.
