摘要
以天然植物基杜仲胶（EUG）为原料，制备了硫化杜仲胶改性沥青（VEUGMA），并对其微观结构和热解过程进行了研究.结果表明：与基质沥青相比，VEUGMA具有更小的针入度、更高的软化点、更大的延度和黏度，以及较好的高温抗变形和低温抗裂能力；与基质沥青相比，VEUGMA蜂型结构数量更多且尺寸更小，均方根粗糙度更小，黏附力更大，热解温度更高，以及CO2和CO释放量更小；在基质沥青中加入6%EUG和3.5%硫磺（以EUG质量计）取得的改性效果最佳.
杜仲胶（EUG）是中国独有的一种天然植物基经济作物，具有橡塑二重性，但由于其具有规整的柔性链结构，导致室温下易结晶，严重阻碍了推广应
Li
本文提出了一种新工艺，以天然植物基EUG为原料，制备了VEUGMA，并对其微观结构和热解过程进行研究，以期揭示VEUGMA的微观结构特性.
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首先，将基质沥青加热至145 ℃，加入EUG搅拌30 min，置于145 ℃的烘箱中溶胀发育1 h；其次，在160 ℃、4 000 r/min下高速剪切45 min，置于烘箱中静置消除气泡；最后，按
| SA | ZnO | CBS | IPPD | S |
|---|---|---|---|---|
| 2 | 5 | 2 | 2 | x |
由大量试验发现，硫化EUG中最佳硫磺用量wS（以EUG的质量计）与VEUGMA中EUG用量wEUG（以沥青的质量计）存在如
图1 杜仲胶用量与最佳硫磺用量关系图
Fig.1 Relationship between EUG dosage and optimal sulfur dosage
基质沥青和VEUGMA的基础物理性能指标见
图2 基质沥青和VEUGMA的基础物理性能指标
Fig.2 Basic physical performance indicators of MA and VEUGMA
基质沥青和VEUGMA的AFM形貌图见
图3 基质沥青和VEUGMA的AFM形貌图
Fig.3 AFM morphologies of MA and VEUGMA
沥青表面存在细微起伏和峰谷交错的情况，采用均方根粗糙度Rq来表征改性沥青的粗糙程度.Rq值越大，改性沥青相态差异性越大，相分离现象越显著，结构稳定性越差，弹性性能越
基质沥青和VEUGMA的均方根粗糙度见
图4 基质沥青和VEUGMA的均方根粗糙度
Fig.4 Rq of MA and VEUGMA
基质沥青和VEUGMA的TG‑DTG曲线见
图7 基质沥青和VEUGMA的TG‑DTG曲线
Fig.7 TG‑DTG curves of MA and VEUGMA
根据TG‑DTG曲线，可以得到沥青初始分解、失重5%、失重10%、失重50%和终止分解5个特征点对应的温度TInitial、T5%、T10%、T50%、TTerminate，结果见
| Asphalt type | TInitial/℃ | T5%/℃ | T10%/℃ | T50%/℃ | TTerminate/℃ |
|---|---|---|---|---|---|
| MA | 268.85 | 275.35 | 330.85 | 459.85 | 610.35 |
| 2.5/8.0VEUGMA | 295.24 | 309.74 | 342.74 | 462.74 | 621.24 |
| 3.0/6.0VEUGMA | 287.22 | 298.22 | 333.22 | 463.22 | 622.72 |
| 3.5/6.0VEUGMA | 296.98 | 309.98 | 338.98 | 463.68 | 623.98 |
| 4.0/4.0VEUGMA | 299.38 | 313.38 | 345.88 | 457.38 | 632.88 |
不同特征失重温度下基质沥青和VEUGMA的红外谱图见
图8 特征失重温度下基质沥青和VEUGMA红外图谱
Fig.8 FTIR spectra of MA and VEUGMA under characteristic weight loss temperature
（1）与基质沥青相比，硫化杜仲胶改性沥青（VEUGMA）具有更小的针入度、更大的软化点、更大的延度和黏度，以及更好的高温抗变形和低温抗裂能力.综合分析，在基质沥青中加入6%天然植物基杜仲胶（EUG）和3.5%硫磺（以EUG质量计）取得的改性效果最佳.
（2）基质沥青和VEUGMA均出现了典型的蜂型结构，VEUGMA的蜂型结构尺寸较基质沥青的小，数量较基质沥青的多，添加EUG和硫磺降低了基质沥青微观均方根粗糙度，增大了微观黏附力，使沥青具有稳定相态结构的同时，提升了其微观力学性能.
（3）沥青在初始分解和失重5%两个特征点对应的温度TInitial和T5%下的热解主要是H2O的分解；在失重10%特征点对应的温度T10%下开始热解释放气体；在失重50%特征点对应的温度T50%下，气体释放量变大；在终止分解特征点对应的温度TTerminate下沥青热解完成.VEUGMA具有更高的热解温度，沥青的热解产物主要有H2O、CO2、CO、NO、NO2、CH4和SO2，其中CO2和CO释放量最大，其次是CH4，其余气体排放量可以忽略不计，除4.0/4.0VEUGMA外，其他VEUGMA的CO2和CO释放量均小于基质沥青.
参考文献
李清泉， 李志刚. 杜仲胶与沥青共混性能试验［J］. 解放军理工大学学报（自然科学版）， 2007， 8（2）：176‑179. [百度学术]
LI Qingquan， LI Zhigang. Research on blending asphalt with eucommia ulmoides gum［J］. Journal of PLA University of Science and Technology（Nature Science）， 2007， 8（2）：176‑179. （in Chinese） [百度学术]
张干， 冀超， 李志刚， 等. 基于密炼接枝工艺的杜仲胶改性橡胶沥青效果分析［J］. 科学技术与工程， 2023， 23（24）：10498‑10505. [百度学术]
ZHANG Gan， JI Chao， LI Zhigang， et al. Effect analysis of eucommia ulmoides gum modified rubber asphalt based on mixing grafting process［J］. Science Technology and Engineering， 2023， 23（24）：10498‑10505. （in Chinese） [百度学术]
李志刚， 李聪， 蔡敏东. 接枝杜仲胶对干法橡胶沥青混合料的改性机理与效果［J］. 东南大学学报（自然科学版）， 2014， 44（4）：845‑848. [百度学术]
LI Zhigang， LI Cong， CAI Mindong. Modification mechanism and effect of grafted eucommia ulmoides gum on dry‑process rubber bitumen minture［J］. Journal of Southeast University（Natural Science）， 2014， 44（4）：845‑848. （in Chinese） [百度学术]
李志刚， 卓义金， 旷鹏. 接枝杜仲胶改性沥青路用性能［J］. 东南大学学报（自然科学版）， 2009， 39（6）：1222‑1225. [百度学术]
LI Zhigang， ZHUO Yijin， KUANG Peng. Performance of asphalt modified by grafting eucommia ulmoides gum［J］. Journal of Southeast University（Natural Science）， 2009， 39（6）： 1222‑1225. （in Chinese） [百度学术]
LI Z G， ZHAO Y. Research on perfomance of vulcanized eucommia ulmoides gum blending with asphalt［J］. Advanced Materials Research， 2012， 535‑537：1652‑1656. [百度学术]
LI Z G， LI C. Study on vulcanizing and asphalt modifying of eucommia ulmoides gum［J］. Applied Mechanics and Materials， 2014， 488‑489：765‑768. [百度学术]
LI Z G， LI C. Improvement of properties of styrene‑butadiene‑styrene‑modified bitumen by grafted eucommia ulmoides gum［J］. Road Materials and Pavement Design， 2013， 14（2）：404‑414. [百度学术]
DENG X Y， LI Z G， HUANG Y X， et al. Improving mechanism and effect analysis of sulfurated and grafted eucommia ulmoides gum modified rubber asphalt［J］. Construction and Building Materials， 2017， 148：715‑722. [百度学术]
李志刚， 邓思奇， 谭发茂， 等. 杜仲胶改性橡胶粉的混炼制备温度与时间参数分析［J］. 东南大学学报 （自然科学版）， 2020， 50（6）：1109‑1114. [百度学术]
LI Zhigang， DENG Siqi， TAN Famao， et al. Analysis on temperature and time for minxing preparation of crumb rubber modified by eucommia ulmoider gum［J］. Journal of Southeast University（Natural Science）， 2020， 50（6）：1109‑1114. （in Chinese） [百度学术]
LI N， XU J J， XU T. Preparation， properties and modification mechanism of vulcanized eucommia ulmoides gum modified asphalt［J］. Construction and Building Materials， 2021， 274：121992. [百度学术]
LI N， HU Z H， YAO X G. Performance characterizations of vulcanized eucommia ulmoides gum‑modified［J］. Journal of Materials in Civil Engineering， 2022， 34（4）：04022011. [百度学术]
WANG H S， LI N， XU T. Aging effects on microstructures and micromechanical properties of vulcanized eucommia ulmoides gum modified bitumen［J］. Construction and Building Materials， 2022， 346：128432. [百度学术]
王岚， 任敏达， 李超. 多聚磷酸改性沥青表面形态学与流变学特性［J］. 复合材料学报， 2017， 34（9）：2079‑2084. [百度学术]
WANG Lan， REN Minda， LI Chao. Morphological and rheological property analysis of polyphosphoric acid modified asphalt［J］. Acta Materiae Compositae Sinica， 2017， 34（9）： 2079‑2084. （in Chinese） [百度学术]
王岚，张琪，冯蕾.温拌胶粉改性沥青的流变和微观性能评价［J］.建筑材料学报， 2020， 23（6）：1458‑1463. [百度学术]
WANG Lan， ZHANG Qi， FENG Lei. Performance evaluation of warm‑mixed crumb rubber asphalt based on rheological and microscopic characteristics analysis［J］. Journal of Building Materials， 2020， 23（6）：1458‑1463. （in Chinese） [百度学术]