利用石油沥青红外光谱图谱特征测定沥青的方法研究.pdf

2012年8月
石油沥青 PETRGLEUM ASPHALT
第25卷第4期
利用石油沥青红外光谱图谱特征测定沥青
的方法研究
李炜光2,段萸红',颜录科2,孙增智2
(1.长安大学材料科学与工程学院,西安710061
2.交通铺面材料教育部工程中心,西安710064)
摘要:提出一种利用沥青红外光谱图测定石油沥青的方法,选用天然沥青、渫沥青、石
油沥青3类、6个标号、8个品牌、16个试样进行红外光谱测试,得到红外光谱曲线并分析
其图谱特征。结果表明;天然沥青和煤沥青的红外光语图与石油沥青存在显著差异;不同品
牌标号的石油沥青红外图语存在五处明显公共红外特征吸收峰。因此,可利用石油沥青红外
图谵吸收的共性测定未知沥青样品是否为石油沥青。
关键词:石油沥青红外光语特征峰测定方法
道路建设中最常用的沥青材料是石油沥青图,试图提供一种利用沥青红外图谱测定石油沥
和煤沥青。其中,石油沥青具有优良的可塑性和青的方法。
粘结性,资源丰富,价格低廉,用作道路铺装材1试验研究
料有着悠久的历史山。随着高速公路的发展,1.1原材料
石油沥青的使用量也越来越大。由于沥青组成的
溶剂CS2,KBr液体池,不同品牌标号的沥
复杂,对所使用沥青进行分析是目前比较困难的青。所用沥青资料如表1。
工作。红外光谱分析是有机化合物结构鉴定中的
表1选用沥青资料
一个重要手段,在研究聚合物化学结构分析研究
沥青类型
中具有适用范围广23、提供结构成分的信息丰
标号
石油沥青
韩国SK、克拉玛依、中海36
富、仪器使用维护方便等特点,在高聚合物结构
90号
韩国SK、埃素、壳牌、盘锦
中被广泛应用“5。红外光谱是指以波长或波数
新骚、塔河、中海36
为横坐标,以强度或其他随波长变化的性质为纵
110号盘绵
坐标所得到的反映红外射线与物质相互作用的谱
盘锦
图?。近十几年来,红外光谱在沥青化学结构
130号
西疲天池
西藏天池
分析中受到了一定程度的关注,成为最常用的微
天然沥青
溯沥青(千里达沥青)、
观分析方法之一。现有研究及应用表明,红外光
岩石沥青(北美硬沥青)
谱技术对沥青的分析是有效的。但近年来,红外
煤沥青
90号
光谱主要用于沥青和改性沥青的老化研究,因沥
青化学构成复杂,组分含量不同,有关基质沥青
的红外光谱谱图资料甚少,有待进一步探索和研
收稿日期:2012-03-21。
作者简介:李炜光(1971-)男,山西黎城人,博士,教
究。针对上述现有技术中存在的缺陷或不足,
授,2007年长安大学博土毕业,材料科学与工程学院,从
本研究选取天然沥青、煤沥青及不同品种标号的
事道路工程和道路新材料的研究
项目来源;新世纪教育部优秀人才计划(NCET-08
石油沥青进行红外光谱分析,得到其红外光谱谱
0750);吉林省交通厅交通科技项目(2009-1-6)。
10
石油沥青
2012年第26卷
1.2试样制备与测试
将所选沥青配制成5%的沥青溶液,并进行
125
红外光谱测试,具体步骤为:1)将洗干净的具
塞三角瓶在烘箱内120℃下20min烘千,冷却
求
098
至室温。2)称取熔化好的沥青样品1g,称取
线60
时精确至小数点后第四位,将未知沥青样品在烘
干后的具塞三角瓶中用CS2溶解,配制成浓度为
5%的沥青溶液。3)用数显移液器将质量浓度为
400032002400180014001000550
波数/cm
5%的沥青溶液注满厚度为0.1mm的KBr液体
图3壳牌-90红外光谱曲线
池,在4000cm~500cm'范围内进行扫描,
测定其红外光谱,得到沥青溶液的红外光谱图。
4)测定完毕,用CS2将液体池充分洗净,用红
外灯将液体池烤干备用,依次测试其余样品。
2试验结果及分析
2009876
2.1沥青样品红外光谱图谱
50
试验测得的各种沥青样品红外光谱曲线如图
30
l至图16所示。
400032002400180014001000550
波数/cm
图4盘锦-90红外光谱曲线
00008
60
400032002400180014001000550
50
波数/cm1
000
图1埃索-90红外光谱曲线
400032002400180014001000550
波数/
图5新疆塔河90B红外光谱曲线
80
40
40(0:32002400180014001000550
波数/cm1
400032002400180014001000550
波数/cm
图2韩国SK-90红外光谱曲线
图6中海36-90红外光谱曲线
第4期
李炜光等,利用石油沥青红外光谱图谱特征测定沥青的方法研究
100
60
50
20
10
400032002400180014001000550
90604300
波数/cm
400032002400180014001000550
图7韩国SK-70红外光谱曲线
波数/o
图11盘锦-120红外光谱曲线
求只
098m0
80
40003000200015001000550
波数/cm1
400032002400180014001000550
波数/cm
图8克拉玛依-70红外光谱曲线
图12西藏天池-130红外光谱曲线
120
009806
讲只一
40003000200015001000550
400032002400180014001000550
波数/cm
波数/cm
图9中海36-70红外光谱曲线
图13西藏天池-160红外光谱曲线
求只
00009000
400032002400180014001000550
40003200240018001400100050
波数/c
波数/c.m
图10盘锦-110红外光谱曲线
图14岩石沥青红外光谱曲线