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glass transition temperature of pitch
简介
沥青在加热中由固态(非结晶玻璃态)转变成具有一定黏度的同向性液态或者在冷却液态沥青时液态转变为玻璃态的转变温度。常用符号Tg表示。Tg是表征沥青流动性能的一个基本的特征参数,在编制沥青相变图上,不可缺少。通过WLF方程估算沥青黏度时,Tg也是一个有用的参数。沥青在Tg点的黏度η在1012~1014Pa·s之间,有的作者把η(Tg)取为1012,有的作者则取为1013Pa·s。
测定方法 通过玻变温度时,沥青的各种性质都发生改变。通过不同性质的改变可得到不同的测试方法。
膨胀计法 膨胀计示于图1,测试结果示于图2。
图1 膨胀计结构图
2 一种沥青的比体积(mL/g)与温度T的关系(在定速降温条件下,降温速度0.3℃/min)
示差扫描热量计(DSC)法 测量沥青比热随温度而变化的情况(图3),以氧化铝为参照物测出沥青与参照物热流之差。DSC曲线上凸向上与凸向下的分界点为Tg。
图3 DSC法测Tg
(煤沥青,水银法软化点74℃,QI5.3%,Tl23.4%)
宽谱线质子核磁共振谱(NMR)法 利用宽谱线NMR的微分吸收曲线测定谱线宽度δH(图4),并由此确定Tg的方法见图5。
图4 由NMR微分吸收曲线测谱线宽度δH(煤萃取沥青,SP120℃)
不少学者认为对中间相沥青测定Tg,用NMR法比用DSC法好,因为DSC法有时不太清晰。
中间相沥青的相态反转 中间相含量较少时,沥青中的中间相分散悬浮在同向性沥青之中,此时同向性沥青是连续相,具异向性的中间相是分散相;当中间相含量增大到一定程度后,两相发生反转,即原来的同向性沥青由连续相转变为分散相,成为分散浮悬在中间相沥青之中;中间相含量再继续增加,最后整个沥青成为异向性沥青,这一过程称为相态反转,有时简称为反转,如图6所示。
在不同温度下对同一种沥青进行热处理,或在同一温度下处理不同时间,使沥青的中间相含量(MP)不断增加。对含有不同MP的沥青,测定其Tg得到如图7所示的结果。
图5 NMR法确定Tg示意图
(经不同热处理温度(H.T.T.)处理后中间相沥青)
图6 沥青的相态反转
>a—各向同性相态;b—各向异性相分散在各向同性介质中;c—各向同性相分散在各向异性介质中;d—各向异性相态
图7 A240沥青在440℃,1 MPa下经不同时间热处理所得沥青的Tg与中间相(MP)含量的关系
图7上的转折点大约在MP=0.6左右,这是发生相态反转的中间相含量,此时的Tg约为125℃。A240原沥青的Tg为60℃,软化点为116℃。