Модифікація нафтових бітумів нафтополімерними смолами

Abstract

The theses deal with the development of technological bases of bitumen modified by petroleum resins production. The bitumen modification by different types of petroleum resins (PRs) has been examined as a result of tars and PRs joint oxidation, as well as of initiated oligomerization of “styrene-solvent” and dicyclopentadiene-solvent” model mixtures. Obtaining method of new type polymeric resins with carboxyl groups in the side branches of the main chain based on the C9 fraction in the presence of ditert-butylperpiromellitate as a peroxy initiator has been developed. Bitumen modification by PRs with carboxyl groups has been carried out. It has been shown that such resins compared with known PRs allow to obtain bitumen with better adhesive properties. Principal flow charts of petroleum resins with carboxyl groups and bitumen modified by petroleum resins production have been roposed. Диссертация посвящена вопросу разработки основ технологии получения битумов, модифицированных нефтеполимерными смолами. Изучен процесс модификации битумов разными типами нефтеполимерных смол (НПС). Модификацию проводили совместным окислением гудронов и нефтеполимерных смол, а также компаундированием товарных окисленных битумов и НПС. Для модификации битумов использовали как промышленные образцы нефтеполимерных смол, так и НПС с функциональными группами. Показано, что с повышением кислотного числа модифицированных битумов улучшаются их адгезионные свойства. На основе углеводородной фракции С9 в присутствии пероксидного инициатора дитрет-бутилдиперпиромелитата (ППМ) разработан метод получения нового типа нефтеполимерных смол, в состав которых входят карбоксильные группы в боковых ответвлениях основной цепи (НПСК). Изучено влияние температуры, продолжительности процесса олигомеризации, а также количества инициатора в реакционной смеси на выход и основные характеристики НПСК. Предложены оптимальные условия получения НПСК: температура 393 К, продолжительность процесса – 50 ч., содержание инициатора в реакционной смеси – 2,5 % масс. на сырье. Выведены уравнения регрессии, с помощью которых можно рассчитать показатели качества НПСК в зависимости от условий их получения. Изучен процесс инициированной олигомеризации модельных смесей «стирол-растворитель» и «дициклопентадиен-растворитель». Показано, что стирол в процессе получения НПС является основным смолообразующим компонентом углеводородной фракции С9. Дициклопентадиен в условиях получения НПС (температура 393-413 К) практически не вступает в реакцию олигомеризации. Полученные НПС с карбоксильными группами изучены в качестве модификатора нефтяных битумов. Показано, что их использование для модификации битумов, в сравнении с известными типами НПС, позволяет получать битумные материалы с улучшенными адгезионными свойствами. Предложены принципиальные технологические схемы установок для получения нефтеполимерных смол с карбоксильными группами, а также битумов, модифицированных НПС. Рассчитаны материальные балансы этих процессов, проведена предварительная экономическая оценка эффективности процесса модификации битумов нефтеполимерными смолами. Дисертація присвячена розробленню основ технології одержання бітумів, модифікованих нафтополімерними смолами. Вивчено процес модифікації бітумів різними типами нафтополімерних смол (НПС) внаслідок сумісного окиснення гудронів та НПС, а також компаундуванням товарних бітумів з нафтополімерними смолами. Вивчено процес ініційованої олігомеризації модельних сумішей «стирол-розчинник» і «дициклопентадієн-розчинник». На основі вуглеводневої фракції С9 в присутності пероксидного ініціатора дитрет-бутилдиперпіромелітату (ППМ) розроблено метод одержання нового типу нафтополімерних смол, що містять карбоксильні групи в бокових відгалуженнях основного ланцюга Проведено процес модифікації бітумів НПС з карбоксильними групами. Показано, що їх використання для модифікації бітумів, порівняно з відомими типами НПС, дозволяє одержувати бітумні матеріали з покращеними адгезійними властивостями. Запропоновано принципові технологічні схеми процесів виробництва НПСК та бітумів, модифікованих нафтополімерними смолами.