沥青/蒙脱土纳米复合材料耐老化性及其机理研究

沥青路面具有优良的路用性能，已成为高等级公路的首选路面类型。但沥青在自然气候条件的热、氧、光等的作用下，将出现脆性增大、韧性降低的老化现象，导致路面的抗温度裂缝和抗疲劳破坏能力减弱，使用寿命缩短。提高沥青的耐老化性对于延长沥青路面的使用寿命和节约宝贵的石油资源具有重要的意义。然而，沥青是一种组成复杂的大分子混合物，其复杂的组成与结构导致其老化机理异同于一般聚合物，已有研究表明对润滑油、树脂、橡胶有效的抗氧化剂对沥青并没有明显的抗老化作用。本申请项目基于沥青/蒙脱土纳米复合材料已表现出的优良的抗老化性，利用各种先进的表征手段，研究不同结构和成分特征的蒙脱土对不同沥青的热氧、光氧老化前后组成与结构的影响，以期揭示沥青/层状硅酸盐纳米复合材料的抗老化机理，为采用层状硅酸盐来改善道路沥青的耐候性提供理论基础，研究成果不仅具有学术价值，并且具有重要的应用前景。 2100433B

本项目以提高化学发光能量转移效率为目标，研究罗丹明族化合物-蒙脱土纳米复合材料的化学发光行为，设计罗丹明族化合物-蒙脱土纳米复合材料化学发光探针。项目从蒙脱土纳米的化学发光行为和机理研究，表面活性剂改性蒙脱土纳米结构化学发光行为和机理研究，罗丹明族化合物-蒙脱土纳米复合材料化学发光行为和机理研究和罗丹明族化合物-蒙脱土纳米复合材料化学发光探针构筑四个方面展开，取得如下成果：（a）将蒙脱土纳米材料和化学发光结合起来，开辟了蒙脱土纳米材料研究新领域，深化蒙脱土资源的开发与有效利用；（b）认识蒙脱土对化学发光反应的影响机理和规律，对蒙脱土和化学发光反应的基础理论研究具有重要意义；（c）提高化学发光能量转移效率，设计通用型化学发光能量转移探针。 2100433B

蒙脱土由于层间的大量无机离子而表现出来的疏油性，不利于其在聚合物基体中的分散，因此要对其进行有机改性，其目的旨在改变蒙脱土表面的高极性，使蒙脱土层间由亲水性转变为亲油性，降低其表面能，同时使蒙脱土的层间距增大，使聚合物的链或单体能进入层间，从而制造出纳米复合材料。蒙脱土常用的有机改性剂有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、聚合物单体和偶联剂等。例如采用阳离子表面活性剂改性常用十六或十八烷基三甲基等季铵盐处理蒙脱土，发生阳离子交换反应。使有机集团覆盖蒙脱土表面或揷入其层间，使其表面能发生变化，增大了层间距，使其由原来的亲水性转变为亲油性。

蒙脱土的应用领域非常广泛，特别是通过无机和有机改性使其富有了许多独特的性能，应用领域更进一步扩大，被誉为“万能材料”，广泛用于有毒物的吸附剂、催化剂、涂层剂，尤其是聚合物-层状纳米复合材料，使聚合物力学性能、阻燃性能、热稳定性能的提高，应用前景广阔。