Utjecaj grafena na modificirane asfaltne mikrostrukture zasnovane na mikroskopiji atomske sile Ⅱ

3.4. Diskusija o mikrostrukturi asfalta zasnovanoj na teoriji transformacije tekućina-čvrsta faza

Tokom hlađenja, neke komponente rastopljenog asfalta mogu biti podvrgnute tečno-čvrstoj faziprijelaza, što rezultira razdvajanjem faza u asfaltu. Rezultat je "pčelinja struktura".razdvajanja faza u asfaltu. Prema Gibbsu, proces promjene faze može bitikategorizirani u dvije, tj. promjena faze nukleacije i rasta i kontinuirana promjena faze.

Kliknite ovdje da biste dobili više informacija o cistanche biljkama protiv starenja

Slika 6.Visinska raspodjela mikromorfologije asfalta

3.4. Diskusija o asfaltnoj mikrostrukturio teoriji transformacije tekućina-čvrsta faza

Po našem mišljenju, formiranje „pčelinje struktureure" i efekat grafena na"pčelinje strukture" mogu se razjasniti pomoću basic teorija "faznog prelaza tečnost-čvrsto".Prema termodinamičkoj ravnotežim teoriji, može doći do faznog prijelazaformiraju novu fazu kada se materijal ohladied na temperaturu faznog prijelaza. AsSlika 6.Visinska raspodjela mikromorfologije asfalta.3.4.1. Analiza formiranja "pčelinje strukture".Raspravljalo se o formiranju „pčelinje strukture“, a po našem mišljenju, „pčelestrukture" asfalta nastaju zbog kristalizacije voska ili asocijacija koje uključuju vosak idrugi betoni (kao što su asfalteni i modifikatori). Prilikom smrzavanja asfalta, sirovogi ostatak ulja – mješavine ugljovodonika sa visokim tačkama topljenja sposobne za taloženjeputem kristalizacije – zajednički su poznati kao vosak. Vosak je od vitalnog značaja za formiranje „pčelestruktura." Pojava kristala igličastih pahuljica nakon hlađenja označava prisustvomikrokristalni vosak u asfaltu [37].

Kristalizacija voska uključuje prijelaz iz nuklearnog embrija u kristalno jezgro, nakon čega slijedi kristal. Tokom hlađenja, molekuli alkana koji su se distribuiralinasumično se u rastopljenom asfaltu mijenja iz stanja visoke slobodne energije (tečno stanje) u niskostanje slobodne energije (kristalno stanje), u kojem su molekuli alkana unutar kratkog dometasu raspoređeni uredno tako da formiraju nukleusne embrije "nuklearnog embrija", što olakšavadalje formiranje stabilnog kristalnog jezgra. Nuklearni embrion je preduslov zakonstrukcija jezgra. Međutim, nuklearni embrij će se raspasti ako temperaturapovećava, dok će formirati stabilnu jezgru koja će se povećati i razviti kristale ako setalina se nastavlja hladiti. Proces kristalizacije uključuje stvaranje nukleacijei rast zrna, a oba zahtevaju odgovarajući stepen prehlađenja. Kao što jekada se temperatura smanji, ovi molekuli će biti podvrgnuti kontinuiranom povezivanju – lomu ilom – povežite proces kako biste formirali uređene tačke rešetke dok se ne postigne kritična veličina (novastabilno stanje), tj. kristalno jezgro [38]. Konačno, ostali okolni molekuli će uvijek bitipokrivaju tačke kristalne rešetke i postepeno formiraju tanku strukturu kriške koja se približavakristalno jezgro i uzrokuje da se kristalno jezgro razvije u kristal u obliku igle.

Rast kristala se javlja u području gdje se energija polimerizacije izmeđukristalni i slobodni parafin je najveći, što rezultira najbržim rastom limastruktura koja se nalazi na strani kristalnog jezgra. U ostalim komponentama mikrokristalnivosak i asfalt, molekule asfaltena služe kao jezgro za akumulaciju kristalagrozdove, a zatim ih dalje razvijaju u "pčelinje strukture". Kada je asfaltni sistemohlađeno ispod temperature kristalizacije, ulje u asfaltu sa obje stranevršni sloj će se uzdići duž vrha, što se može smatrati kapilarnim fenomenom urastopljeni asfalt [39]. Slika7 prikazuje šematski dijagram padavina "pčelestrukture." U rastopljenom stanju, asfaltne komponente (zasićene tvari, aromati, smole iasfalteni) se miješaju do homogenog stanja. Nakon toga, kroz modifikacije,modifikator grafena je jednolično dispergovan u rastopljenom asfaltu da bi se formirao homogensistem. Tokom hlađenja, grafen i asfalteni će postati nukleaciona mesta, ivosak će lako kristalizirati, što će rezultirati "pčelinjim strukturama".

3.4.2. Utjecaj grafena na pčelinje strukture asfalta

Prethodni zaključci su ukazivali da modificirane grafenske "pčelinje strukture" apkružile su u većoj količini i bile su manje od onih na osnovnom asfaltu. The forstvaranje kristalnog jezgra je prvi korak u kristalizaciji i procesu nukleacijemogu se kategorisati na nehomogenu i homogenu nukleaciju na osnovu kristalateorija nukleacije. Homogena nukleacija se odnosi na istu vjerovatnoću nukleus genaeracija u pothlađenim talinama. U međuvremenu, nehomogena nukleacija se odnosi na forproces macije olakšan raznim katalitičkim pozicijama kao što su površina, međusklop,pukotine i zidovi.

Tijelo stabilnog modifikatora grafena postat će katalitičko mjesto za jezgroformiranje u modificiranom asfaltu, a to se svrstava u nehomogenu nukleaciju.Ugradnja grafena pruža brojna nukleaciona mjesta i provide pravilne (sferične) šablone na koje se mogu deponovati molekuli voska [40].Barrijeka nehomogene nukleacije (∆Gk*) je manji od homogene nukleacije(∆Gk), a veza postoji u asfaltu, kao što je prikazano u jednačini (3), gdjeθreprešalje kontaktni ugao između jezgre u obliku kapice i ravne podloge, kao što je prikazano naklasična teorija nukleacije. Slika 8 shduguje modelu u obliku kape nehomogenihnukleacija.Cosθmože se izračunati iz Youngove jednačine (jednačina (4)). U jednačini 4, nl, sl,i lokodnose se na slobodne energije međufaza izmeđujezgro i tečnost, supstratisupstrat i jezgro, respektivno. f(0) se može dobiti iz jednačine (5) geometrijskog odnosa modela kape, a njegova vrijednost je manja ili jednaka 1.

Kada se kristalno jezgro formira na agensu za nukleaciju, nukleaciona barijeraopada sa kontaktnim uglom (θ), a nehomogena nukleaciona barijera je nižanego homogena nukleaciona barijera, koja olakšava kristalizaciju. U baziasfalt, asfalten može poslužiti kao sredstvo za nukleaciju. Nasuprot tome, u modificiranom grafenomasfalt, jednoliko dispergovan grafen u asfaltu će dijeliti svoju ulogu kao nukleacijski agenssa asfaltenom. Iako se vosak može odvojiti nehomogenom nukleacijom u obabaze i modificiranog asfalta, broj čestica nukleirajućeg agensa će se u oba slučaja razlikovati.Po našem mišljenju, modifikator grafena može poslužiti kao dodatna disperzna nukleacijacentar koji olakšava formiranje velikog broja manjih kristala voska [41]. stoga,broj "pčelinjih struktura" u asfaltu modificiranom grafenom bit će veći od togaosnovnog asfalta. Uz to, grafen može rezultirati manjim volumenom "pčelinje strukture".prvenstveno zahvaljujući formiranju relativno kompaktne gel mreže u modificiranomasfalt. Po našem mišljenju, formiranje "pčelinjih struktura" je kategorizovano kao difuznofazni prijelaz, a povećana viskoznost modificiranog asfalta otežava difuziju iprijenos molekula voska

Faza rasta "pčelinje strukture" može se objasniti na osnovu teorije difuzije.Detaljno objašnjenje dato je u našoj prethodnoj studiji [27]. U asfaltu, niževiskoznost rezultira manjim brojem međumolekularnih interakcija, dok je manja otporna sila premamigracija rezultira višom stopom molekularne migracije, što olakšava migracijukomponente asfalta. Viskoznost osnovnog asfalta je manja od viskoznosti modificiranog grafenomasfalt. Komponente voska mogu brzo migrirati u osnovnom asfaltu, na taj načinolakšavanje razvoja "pčelinje strukture".

U međuvremenu, broj nukleacijelokacija u osnovnom asfaltu je manja nego kod asfalta modificiranog grafenom. stoga,asfaltne "pčelinje strukture" osnovnog asfalta se povećavaju, a njihov raspored je većirasuti. U međuvremenu, viskozitet modificiranog asfalta je visok, što rezultira niskimbrzina migracije molekula voska. Nadalje, grafen kao asfalt može poslužitikao mjesto nukleacije i ometaju migraciju čestica. Gore navedeni faktori mogu dovesti doObilna količina i manja veličina "pčelinjih konstrukcija" u modificiranom asfaltu

Mikromorfologija neostarjelog i ostarjelog osnovnog asfalta i grafenom modificiranog kaophalt su istraživani putem AFM. Mikrografske varijacije su upoređene i analizirane.Mehanizam formiranja asfaltnih "pčelinjih struktura" i učinak grafena narazgovaralo se o "pčelinjim strukturama". Glavni zaključci do kojih se došlo su sljedeći: