bitumens modified with polyolefins and products of their thermolysis

Abstract

Актуальность работы обусловлена необходимостью поиска новых и расширения существующих сфер применения пластиковых отходов, в частности, полиэтилена, полипропилена. В научной литературе имеются сведения об использовании вторичных полиолефинов и побочных продуктов их производства в качестве модификаторов дорожного битума, при этом основным рассматриваемым направлением химической переработки полимеров является получение компонентов топлив. В работе представлены результаты экспериментальных исследований по оценке влияния модификации дорожных и строительных битумов полимерами из групп термоэластопластов линейного и разветвленного строения, вторичными полиолефинами, продуктами пиролиза вторичных полиолефинов на технологические характеристики полимерно-битумных вяжущих. Низкомолекулярный пиролизный полиэтилен, полипропилен получали термическим крекингом стрейч-пленки, полипропиленовых отходов (тара, упаковка, шнур) при температуре 360-660оС в течение не более трех часов. Состав и структуру полученных продуктов оценивали по величине средней молекулярной массы и результатам ИК-спектроскопии. Термоэластопласты бутадиен-стирольные линейного и разветвленного строения разных производителей, вторичный полиэтилен (стрейч-пленку) и низкомолекулярный пиролизный полиэтилен, полипропилен вводили в битум в концентрации 0,5-5% масс. В качестве пластификатора использовали индустриальное масло марки И-20А в концентрации не более 5%. Оценивали такие показатели пластичности и термической стойкости полимерно-битумных вяжущих, как температура размягчения, глубина проникновения иглы, температура хрупкости, растяжимость. В результате было показано, что модификация дорожного и строительного битума низкомолекулярными пиролизными полиолефинами позволяет расширить диапазон температурной стойкости материала без существенной потери пластических свойств. Кроме того, низкомолекулярный пиролизный полиэтилен может использоваться как пластификатор битума индивидуально и в сочетании с такими традиционными модификаторами битума, как стирол-бутадиен-стирольный каучук. The relevance of the work is related to the need to search for new and expand existing areas of application of plastic waste, such as polyethylene, polypropylene. There is information about the use of polyolefin and by-products of their production as bitumen modifiers. But the main direction of chemical processing of polymers is the production of fuel components. The paper presents the results of experimental studies on the impact on the properties of road and construction bitumens of modification by linear and branched thermoplastic elastomer, secondary polyolefins, thermolysis products of polyolefins. Low molecular weight pyrolysis polyethylene, polypropylene was obtained by thermal cracking of stretch film, polypropylene waste (container, packaging, cord) at a temperature of 360-660°C for less than three hours. The composition and structure of the products were evaluated by the average molecular weight and the results of IR spectroscopy. Styrene-butadiene rubber of linear and branched structure from different manufacturers, polyethylene (stretch film) and low mo-lecular weight pyrolysis polyethylene and polypropylene were added to bitumen at a concentration of 0.5-5% wt. Industrial oil I-20A (concentration not more than 5%) was used as a plasticizer. The indicators of plasticity and thermal stability of the modified bitumen were evaluated, such as softening point, needle penetration depth, brittleness temperature, ductility. As a result, it was shown that the modification of road and construction bitumen with low molecular weight pyrolysis polyolefins makes it possible to expand the range of temperature resistance of the material without significant loss of plastic properties. In addition, low molecular weight pyrolysis polyethylene can be used as a bitumen plasticizer, either alone or in combination with such traditional bitumen modifiers as styrene-butadiene-styrene rubber.