Page 228 - 《精细化工）》2023年第10期

·2306· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

2.1.2 反应条件的优化 表 2。由表 2 可知，随着 AIBN 投料量的增加，单
MQL 中的 MAH 接枝量越 大，则后面 与 位沥青的 MAH 接枝量先增大后减小，当 AIBN 投
PEI-SiO 2 越容易发生化学反应，因此，选取合适的 料量为 1.0%时，单位沥青的 MAH 接枝量达到最大。
反应时间、MAH 和 AIBN 投料比是非常有必要的。 AIBN 添加量较小时，随着 AIBN 添加量的增大产生
首先，设定 MAH 投料量为 6%（以沥青的质量为基 的自由基增多，与 QL 反应后使得 QL 上的反应活性
准，下同），AIBN 投料量为 1.0%（以 MAH 的质量 位点增多，从而单位沥青的 MAH 接枝量增多。而
为基准，下同），对反应时间进行筛选，结果见图 当添加 AIBN 的量过大时，自由基之间碰撞终止的
4a。由图 4a 可知，反应刚开始时单位沥青的 MAH 概率增加，从而导致单位沥青的 MAH 接枝量下降。
接枝量增长迅速，直至 3 h 达到最大，随后基本保
表 2 AIBN 添加量对沥青中 MAH 接枝量的影响
持不变。这是因为随着反应的进行，MAH 和自由基
Table 2 Effect of addition amount of AIBN on grafting amount
浓度降低，最终达到一种平衡状态。 of MAH in asphalt
AIBN 添加量/% 单位沥青的 MAH 接枝量/(g/g)

0.5 0.07
1.0 0.09
1.5 0.07

综上所述，反应时间为 3 h、MAH 添加量为沥
青质量的 10%、AIBN 添加量为 MAH 质量的 1.0%
时，单位沥青的 MAH 接枝量最大。
2.2 PEI-SiO 2 的表征
2.2.1 红外光谱分析
为了确认 PEI 是否成功接枝到 SiO 2 表面，以
SiO 2 （10 μm）、GPTMS-SiO 2 （10 μm）和 PEI-SiO 2
（10 μm）为例，使用 FTIR 分析了 SiO 2 表面化学结
构，结果见图 5。由图 5 可知，相比于未修饰的 SiO 2
（10 μm），GPTMS-SiO 2 （10 μm）在 2986 和 2900 cm –1
处新生成了两个特征峰，分别是—CH 2 —中 C—H 的
反对称和对称伸缩振动峰，说明 SiO 2 表面成功接上
GPTMS。随后合成的 PEI-SiO 2（10 μm）在这两处的
峰得到增强，这是因为 PEI 中拥有大量的—CH 2 —
所致，说明成功合成了 PEI-SiO 2 （10 μm）。
图 4 反应时间（a）和 MAH 添加量（b）对沥青中 MAH

接枝量的影响
Fig. 4 Effects of reaction time (a) and addition amount of
MAH (b) on grafting amount of MAH in asphalt

接着设定 AIBN 投料量为 1.0%，反应时间为 3
h，对 MAH 的投料量（2%、4%、6%、8%、10%、
12%、14%，以沥青的质量为基准，下同）进行筛选，
结果见图 4b。由图 4b 可知，随着 MAH 投料量的增
加，单位沥青的 MAH 接枝量逐渐增大，直至 MAH
投料量大于 10%后开始减小。MAH 投料量过多时，

与 AIBN 率先反应产生 MAH 自由基的概率增大， 图 5 SiO 2 （10 μm）、GPTMS-SiO 2 （10 μm）和 PEI-SiO 2
又由于 MAH 难均聚，因此，MAH 自由基容易与初 （10 μm）的 FTIR 谱图
始自由基发生终止反应，导致引发剂失效。 Fig. 5 FTIR spectra of SiO 2 (10 μm), GPTMS-SiO 2 (10 μm)
and PEI-SiO 2 (10 μm)
然后，设定 MAH 投料量为沥青质量的 10%，
反应时间为 3 h，对 AIBN 投料量（0.5%、1.0%、1.5%， 2.2.2 Zeta 电位分析
以 MAH 的质量为基准，下同）进行筛选，结果见 Zeta 电位不仅可以验证 SiO 2 表面是否成功接枝