2.4.2 . Антиоксиданты

Как упоминалось ранее, некоторые ПБВ чувствительны к окислению, например, СБС модифицированный битум. В этих случаях использование антиоксидантов могут быть полезно для замедления окисления ПБВ. Различные антиоксиданты, в том числе фенолы, фосфиты и органические соединения цинка, были введены в ПБВ в лаборатории. Считается, что они работают на удаление свободных радикалов и/или разложения гидропероксидов, которые создаются в процессе окисления [60,126,127] . Эти промежуточные вещества химически очень активны и вносят большой вклад в окисление. Контролируя их, было доказано, что антиоксиданты способствуют уменьшению окисления в лабораторных условиях, но лабораторные условия и реальные условия сильно различны. Антиоксиданты могут вызвать проблемы в использовании, например, их недостаточной мобильности в вязкой среде при рабочих температурах. Кроме того, высокая стоимость внедрения антиоксидантов также является фактором, ограничивающим их применение [179].

Рис.13 А) Многоуровневая структура глинистых минералов 2:1-типа. (B) Схематическое изображение интеркалированного и отслаивающего глинистых минералов. (С) Проникновение кислорода в: (а) СБС модифицированный битум; и (б) СБС модифицированный битум с гидрофобными глинистыми минералами.

2.4.3 . Гидрофобные глинистые минералы

Гидрофобные глинистые минералы были использованы в базовых битумах и ПБВ. Утверждается, что их использование в ПБВ влияет главным образом на две цели: (1) повышение устойчивости к старению ПБВ и (2) повышение стабильности при хранении ПБВ благодаря уменьшению разности плотности между полимерными модификаторами и битумом [172] . Как показано на рис. 9А, обычно используемые для ПБВ глинистые минералы, такие как монтмориллонит и каолинит, имеют слоистую структуру 2:1 типа, что означает, что слои их кристаллической структуры состоят из двух тетраэдрически скоординированных атомов кремния, слитую с восьмигранной структурой алюминия или гидроксида магния [190]. Каждый слой из их имеет толщину около 1 нм [132,133,135,172]. Способность этих глинистых минералов к разделению на отдельные слои на нанометровом уровне и для тонкой перестройки их гидрофильных поверхностей в гидрофобные через ионообменные реакции [190] дает возможность использовать их в ПБВ. После смешения гидрофобные глинистые минералы внедряются в матрицу ПБВ. Как видно на рис. 9В, структура гидрофобных дисперсных глинистых минералов может быть интеркалированной или отслаиваемой [132,191]; и последняя является более эффективной для использования в ПБВ. При добавлении необходимого содержания гидрофобных глинистых минералов, улучшается стабильность при хранении, повышается вязкость, повышается жесткость [130,131] . Кроме того, улучшение устойчивости к старению достигается тем, что пластинки глины препятствуют проникновению кислорода в ПБВ [172], которые могут быть представлены на рис. 9C. Однако чрезмерное добавление глинистых материалов может ухудшить эластичность ПБВ [131]. Кроме того, очень трудно получить хорошее набухание полимера при использовании глинистых минералов; и их использование приведет лишь к ограниченным улучшениям низкотемпературных свойств, пластичности и упругого восстановления [131]. Эти факторы могут ограничить применение гидрофобных глинистых минералов в ПБВ.