Page 230 - 《精细化工）》2023年第10期

·2308· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷

SiO 2 -MQL（20 nm）和 1.0% PEI-SiO 2 -MQL（20 nm）
进行 SEM 测试，观察纳米 SiO 2 在沥青中的分散情
况，结果见图 9。由图 9 可知，相比于 MQL，1.0%
SiO 2-MQL（20 nm）表面出现了 SiO 2 的团聚体，这
可能会减弱纳米 SiO 2 与沥青的结合，影响改性效果。
PEI 的加入则很大程度上避免了这种情况。这是因
为，SiO 2 表面具有大量亲水基团—Si—OH，而
PEI-SiO 2 表面所含的—NH 2 相比于—Si—OH 亲水性
有所降低，与疏水的沥青更相容。此外，PEI-SiO 2
表面的胺基不仅能与沥青中的极性基团形成氢键和
偶极-偶极相互作用 [14] ，而且会和 MQL 环酸酐基团
反应形成稳定的酰胺键。这均有利于将 PEI-SiO 2 均
匀分散在沥青中。

图 10 PEI-SiO 2 -MQL（20 nm）（a）和 PEI-SiO 2 -MQL（10 μm)
（b）的软化点
Fig. 10 Softening points of PEI-SiO 2 -MQL (20 nm) (a) and
PEI-SiO 2 -MQL (10 μm) (b)

由图 10a 可知，随着 PEI-SiO 2 （20 nm）投料量

的增加，PEI-SiO 2 -MQL（20 nm）的软化点先增大
图 9 MQL（a、b）、1.0% SiO 2 -MQL（20 nm）（c、d）
后减小。在 PEI-SiO 2 （20 nm）投料量为 1.0%时，
和 1.0% PEI-SiO 2 -MQL（20 nm）（e、f）的 SEM 图 软化点达到最大，相比于基质沥青 QL 提高了
Fig. 9 SEM images of MQL (a, b), 1.0% SiO 2 -MQL (20 nm)
(c, d) and 1.0% PEI-SiO 2 -MQL (20 nm) (e, f) 40.70%。这可能是因为，此时 PEI-SiO 2 （20 nm）在
MQL 中分 散性最好 。 而更高的 投 料量则会 使
2.3.3 软化点分析
PEI-SiO 2 （20 nm）之间发生团聚，一方面使得被包
软化点是沥青的三大指标之一，反映了沥青的
裹在里面的纳米粒子难以与沥青发生反应，分子间
温度稳定性。选取 QL、MQL 和 PEI-SiO 2 -MQL 进
作用力下降；另一方面也使其在沥青中的分散效果
行软化点测试，结果见图 10。由图 10 可知，MAH
下降，与沥青相容性变差，界面黏合力降低，从而
和 PEI-SiO 2 的引入使沥青的软化点逐步升高，沥青
导致软化点下降 [23] 。
的高温稳定性逐渐增强。这是因为当 MAH 接枝到
由图 10b 可知，随着 PEI-SiO 2 （10 μm）投料量
沥青质上后，沥青质的极性增强，提高了沥青质间
的增加，PEI-SiO 2 -MQL（10 μm）的软化点先减小
的相互作用。进一步加入 PEI-SiO 2 后，其表面的大
后增大，在 PEI-SiO 2 （10 μm）投料量为 1.5%时，
量胺基可与沥青质上的 MAH 进行开环反应，形成 软化点达到最大，相比于 QL 提高了 33.33%，但低
稳定的化学键，增强了沥青分子间作用力；同时微
于 PEI-SiO 2 （20 nm）改性沥青。这是因为 PEI-SiO 2
纳米 SiO 2 拥有极大的比表面积，容易吸收沥青的轻 （10 μm）粒径相比于 PEI-SiO 2 （20 nm）更大，对
组分，形成更紧密的结构。 沥青中的轻组分吸引力变小；除此之外，更小的胺