Grafiidil põhineva vananemisvastase komposiitaine täiustused, 1. osa

Palun võtke ühendustoscar.xiao@wecistanche.comrohkem informatsiooni

Abstraktne:Asfaldi termiliselt oksüdatiivse vananemise ja kahjulike lenduvate ainete eraldumise vähendamiseks asfaltkatte ehitamisel töötati välja uus liitvananemisvastane aine. Kuna asfaldi termiliselt oksüdatiivse vananemise käigus eraldusid peamiselt küllastunud ja aromaatsed ained, valiti paisutatud grafiit (EG) stabilisaatoriks magneesiumhüdroksiidi (MH) ja kaltsiumkarbonaadi (CaCO3) nanoosakeste laadimiseks vananemisvastase aine valmistamiseks. vastavalt küllastunud ja aromaatsed ained. Termostabiilsust ja küllastunud ja aromaatsetest rasvhapetest vabanenud lenduvaid koostisosi enne ja pärast termilist oksüdatiivset vananemist iseloomustati isotermilise termogravimeetria / diferentsiaalse skaneeriva kalorimeetria-Fourier' teisenduse infrapunaspektromeetri testiga (TG / DSC-FTIR test).cistanche UKKatsetulemused näitavad, et EG/MH ja EG/CaCO vananemisvastased ained pärsivad tõhusalt kergete komponentide lendumist asfaldis ning parandavad küllastunud ja aromaatsete ainete termilist stabiilsust. Seejärel EG, MH ja CaCO proportsioonid; EG/MH/CaCO3 väljatöötatud kombineeritud vananemisvastasesse ainesse lisatud massi järgi on 2:1:3. EG/MH/CaCO mängib sünergilist toimet asfaldi termiliselt oksüdatiivse vananemise pärssimisel ja vähendab kahjulike lenduvate ainete eraldumist termilise oksüdatiivse vananemise ajal pärast EG/MH/CaCO; lisatakse asfaldile kavandatud sisaldusega 10 massiprotsenti. protsenti . mängib sünergistlikku rolli MH ja CaCO, nanoosakestega, et vältida ahelreaktsioone, pidurdades asfaldi termilist oksüdatiivset vananemist.

Märksõnad:asfalt; termiline-oksüdatiivne vananemine; kombineeritud vananemisvastane aine; lenduvad koostisosad; sünergiline toime

Lisateabe saamiseks klõpsake siin

1. Sissejuhatus

Asfalt on süsivesinike ja mittesüsivesinike ühendite segu väga keeruliste komponentidega. Asfalt on Hiinas kõnniteede ehitamisel üks enim kasutatavaid sidematerjale. Siiski on see asfaltkatte ehitamise ja kasutusea ajal tundlik vananemise suhtes. Kuumuse, päikesevalguse, hapniku ja niiskuse mõjul asfalt muutub kõvemaks, põhjustades mitmeid katteprobleeme, nagu praod, lõhenemine, augud jne [1]. Enamgi veel; eralduvad lenduvad orgaanilised ühendid on kahjulikud looduskeskkonnale ja ehitustööliste tervisele, kui asfaldi termiline-oksüdatiivne reaktsioon toimub kõrgel temperatuuril [2]. Termiline-oksüdatiivne vananemine esineb asfaltkatte ehitus- ja hooldusprotsessides, sealhulgas segamise, sillutamise, valtsimise ja hoolduse etapis [3,4]. Seega töötatakse välja mõned tõhusad vananemisvastased ained, mis pikendavad asfaltkatte kasutusiga. Asfaldi vananemiskindluse parandamiseks on tehtud ka mõningaid jõupingutusi erinevate modifikaatorite lisamisega. Vananemisvastaste ainete väljatöötamist käsitletakse üldiselt antioksüdantide, valguse stabilisaatorite ja soojusstabilisaatorite seisukohast [5,6]. Asfaldi termilist ja fotooksüdatiivset vananemist pidurdavate lisanditena kasutatakse tavaliselt tahma, montmorilloniiti, antioksüdanti, ultraviolettkiirguse absorbeerijat (UVA) jne [6]. Termilise ja fotooksüdatiivse vananemiskindluse sünergistlikuks parandamiseks on kasutatud mitmemõõtmelist nanomaterjali, mis koosneb kihilistest anorgaanilistest silikaatidest [7, 8]. Zare-Shahabadi jt. [9] leidis, et nanosavi lisamine suurendas asfaldi viskoossust ning parandas asfaldi vananemis-, roobumis- ja väsimusvastaseid omadusi. Viimasel ajal on EG-le rohkem tähelepanu pööratud, kuna see on uut tüüpi mesopoorse süsiniku materjal ning sellel on kõrgemad soojusülekande- ja adsorptsiooniomadused [10]. Võrreldes teiste adsorbentidega on EG-l suurem võime õlisid adsorbeerida ja fikseerida tänu oma poorsele struktuurile ning suurepärastele soojus- ja massiülekandeomadustele [11-13].cistanche wirkungSelle tulemusena saab EG-d paremini hajutada aromaatsetes ainetes, küllastunud rasvhapetes ja asfaldis. Lisaks on EG õli ja orgaaniliste väikemolekulide kergesti adsorbeeritav, mis sobib kasutamiseks küllastunud ja aromaatsete ainete vananemisvastaste ainete kandjana [11]. Lisaks on teada, et vähemalt üks nanomaterjali mõõde on nanoskaala vahemikus 1-100 nm. Aatomite arvu ja aatomite koguarvu suhe nanokristalliliste osakeste pinnal suureneb järsult koos osakeste suuruse vähenemisega, mis põhjustab veelgi muutusi materjali omadustes[14]. Viimastel aastatel on asfaldi modifikaatoritena kasutatud rohkem anorgaanilisi nanomaterjale [14,15]. Polümeermaterjalide termilise stabiilsuse parandamiseks kasutati sageli MH ja CaCO nanoosakesi [16-18].

Cistanche on vananemisvastane toime

MHnanoosakesel kui suure tõhususega leegiaeglustina on tugev termiline stabiilsus ja suitsu summutavad omadused [19, 20]. MH nanoosakesed näitavad pärast nanokristallimist mahuefekti ja kvantsuuruse efekti, mis parandab MH ja asfaldi ühilduvust. MH-l on ka teatud adsorptsiooniefekt [21-23]. Lisaks on MH leeliseline, mis mitte ainult ei mängi rolli täitmisel, adsorptsioonil ja termilise stabiilsuse parandamisel, vaid ka neutraliseerib mõningaid happerühmi või gaasilisi tooteid, nagu -COOH, SO2 jne [24]. Wu jt.[25] lisas MH looduslike kiududega tugevdatud komposiitidele ja leidis, et MH parandas oluliselt kiudude ja polümeermaatriksi ühilduvust, parandades komposiitide niiskuskahjustuste vastupidavust ja mehaanilisi omadusi ning aeglustades vananemisprotsessi. Zhu et al. [26] kasutas MH-d mikropoorse polümeer-nanotoru modifitseerimiseks selle termilise stabiilsuse parandamiseks ja teatas, et modifitseeritud mikropoorsetel polümeer-nanotorudel on palju potentsiaali kasutada paljulubava soojusisolatsioonikattematerjalina soojusenergia säästmiseks.

Nano CaCO: sellel on suurem termiline stabiilsus ja ruumiline stereoskoopiline struktuur, nii et sellel on parem hajuvus polümeersetes materjalides [24,26-28]. Varasemate aruannete kohaselt võib CaCO, nanoosakeste lisamine tõhusalt parandada polümeeri termilist stabiilsust ja mehaanilisi omadusi [29].tsitrusviljade bioflavonoididLisaks oli aktiivse nano CaCO3 pind oleofiilne ja hüdrofoobne ning see ühildus hästi õlikomponentidega, mis võis tõhusalt parandada või reguleerida asfaldi reoloogilisi omadusi [24]. Nazarite al.[14] leidis, et asfaldi vananemisvastane toime paranes CaCO3 nanoosakeste lisamisega ja CaCO sisaldus mõjutas modifitseeritud asfaldi väsimusomadusi. Xing et al. [30] tõestas, et CaCO; nanoosakesed parandasid erinevate tugevdusmehhanismide kaudu asfaldi stabiilsust kõrgel temperatuuril ja roopamisvastast võimet. Zhai et al. [18] juhtis tähelepanu sellele, et asfalt on modifitseeritud 5 massiprotsenti võrra. protsenti nano CaCO3 ja 4 massiprotsenti. protsendil SBR modifikaatoril oli SBS-ga modifitseeritud asfaldiga võrreldes kõrgel temperatuuril paremad roopamisvastased ja roomamisvastased omadused. Praegu on enamik väljatöötatud asfaldi vananemisvastaseid aineid suunatud ultraviolettkiirgusele või pikaajalisele vananemisele looduskeskkonnas, kuid eiratakse lühiajalise termiliselt oksüdatiivse vananemise kahjulikku mõju asfaltkatte vastupidavusele ja töötajate tervisele ehitusel. etapp. Lisaks, kuigi asfaldi termiliselt oksüdatiivse vananemise vähendamiseks on olemas teatud tüüpi vananemisvastaseid aineid, töötati asfaltkatte ehitamisel välja küllastunud ja aromaatsete ainete lendumise põhjal vähe vananemisvastaseid aineid. Lõpuks on asfaldi termiliselt oksüdatiivse vananemise vähendamiseks välja töötatud vananemisvastaste ainete kompositsioonid üksikud ja need ei ole koostatud vastavalt termilistele omadustele ning küllastunud ja aromaatsete ainete sisaldusele komponentide tasemel.

Meie varasemate uuringute [31] põhjal tekkisid asfaldi kahjulikud lenduvad ained peamiselt aromaatsetest ja küllastunud rasvhapetest asfaltkatte ehitamisel toimuvate termiliselt oksüdatiivsete vananemisreaktsioonide tõttu, mis avaldasid negatiivset mõju ökoloogilisele keskkonnale ja töötajate tervisele. Seetõttu on käesoleva uuringu eesmärk valida esmalt aromaatsete ja küllastunud rasvhapete jaoks vastavad vananemisvastased ained vastavalt nende termiliste omaduste ja eralduvate lenduvate koostisosade alusel ning seejärel kombineeritakse valitud vananemisvastased ained vastavalt aromaatsete ja küllastunud ainete sisaldusele. asfaldis küllastuda. Seega töötatakse välja uus asfaldimaterjalide vananemisvastane komposiitaine, et parandada asfaldi termilist stabiilsust ja vähendada termiliselt oksüdatiivset vananemist, vähendades asfaltkatte ehitamisel lenduvate ainete eraldumist. Selles uuringus valiti MH ja CaCO3 nanoosakesed esmalt vastavalt küllastunud ja aromaatsete ainete vananemisvastasteks aineteks, parandades nende termilist stabiilsust ja vähendades lenduvate ainete vabanemist. Seejärel valiti EG MH ja CaCO: nanoosakeste ning ka adsorbeeritud ja fikseeritud kergete gaasiliste saaduste kandjaks, mis vabanesid asfaldi küllastunud ja aromaatsetest ainetest. Pärast seda lisati EG/MH ja EG/CaCO3 nende vananemisvastaste ainetena vastavalt küllastunud rasvhapetele ja aromaatsetele ainetele. Küllastunud ja aromaatsete ainete termiliselt oksüdatiivset vananemisprotsessi stimuleeris isotermiline TG / DSC-FTIR test. EG/MH ja EG/CaCO3 mõju termilisele stabiilsusele ning küllastunud ja aromaatsete ainete lenduvatele koostistele arutati TG/DSC-FTIR testitulemustes.

Lisaks töötati välja EG/MH/CaCO3 kombineeritud vananemisvastane aine, mis põhineb EG/MH ja EG/CaCO3 pärssival toimel küllastunud ja aromaatsete ainete termiliselt oksüdatiivsele vananemisele. Puhtale asfaldile lisati EG/MH/CaCO3 ja asfaldi lühiajalise termiliselt oksüdatiivse vananemise stimuleerimiseks kasutati isotermilist TG/DSC-FTIR testi. Lõpuks iseloomustati väljatöötatud vananemisvastase EG/MH/CaCO3 kombineeritud aine mõju asfaldi termilisele stabiilsusele, lenduvale emissioonile, morfoloogiale ja elementide sisaldusele, kasutades isotermilist TG/DSC-FTIR ja (Environment Scanning Electric Microscope-Energy). Dispersioonspektroskoopia test) ESEM-EDS testid. Selles uuringus töötatakse välja tõhus kombineeritud vananemisvastane aine asfaltmaterjalide jaoks, et vähendada asfaldi termilist oksüdatiivset vananemist komponentide tasemel, parandades asfaltkatte vastupidavust.

2. Materjalid ja meetodid

2.1. Raz0 materjalid

Selles uuringus osteti 60/80 läbitungimisastmega kasutajabaasi asfalt ettevõttelt California Texas Oil Company, USA. SARA fraktsioonid eraldati asfaldi sideainest vastavalt ASTMD-le4124-09. Küllastunud rasvhapete, aromaatsete ainete, vaikude ja asfalteenide sisaldus oli vastavalt 18,4%, 40,7%, 30,9% ja 10% massist.

valiti adsorbendiks MH ja CaCO3 laadimiseks, et valmistada vastavalt küllastunud ja aromaatsete ainete vananemisvastaseid aineid. MH ja CaCO: pinda on modifitseeritud silaani sidestusainega. EG paisumiskiirus on 210 ml/g. MHand CaCO tera suurused on vastavalt 30-50 nm ja 40-80 nm. MH ja CaCO puhtus; on mõlemad üle 98 protsendi. Puhta asfaldi ja vananemisvastase ainega modifitseeritud asfaldi põhiomadused on kokku võetud tabelis 1.

2.2. Proovi ettevalmistamine

2.2.1. Vananemisvastaste ainete annuse määramine

On teada, et EG-l ja nano-MH-l oli hea sünergistlik toime, kui nende sisalduse suhe oli 5:6 massi järgi [32]. Kui EG ja nano CaCO sisalduse suhe oli 5:12 massi järgi, oli asfaldi massikadu kuumutamisel kõige väiksem [33]. Seega otsustati, et EG ja MH segasuhe on küllastunud rasvhapete lisamiseks 5:6 ja EG ja CaCO segasuhe oli 5:12, et lisada aromaatsetele rasvhapetele. Vastavalt küllastunud ja aromaatsete ainete sisaldusele asfaldis oli EG, MH ja CaCO segusuhe valmistatud vananemisvastases komposiitaines 2:1:3. Selle tulemusena lisati EG/MHin küllastunud doosid, EG/CaCO3 aromaatsetes ühendites ja EG/MH/CaCO; asfaldis olid 10 wt. protsenti eelmise uuringu kohaselt [23]. Pulbrilise lisandina võeti arvesse vananemisvastaste liitainete mõju asfaldi põhiomadustele. 10 massiprotsenti sisaldava asfaldi põhiomadused. vananemisvastase komposiitaine protsenti testiti vastavalt tabelile 1, mis näitab, et vananemisvastase komposiitainega modifitseeritud asfaldi toimivusindeksid vastasid tehnilistele standarditele.

2.2.2. Komposiitvananemisvastaseid aineid sisaldavate proovide ettevalmistamine

Esiteks kuivatati 50 mg EG-d vaakumahjus 60 kraadi juures 5 tundi. Kuivatatud EG kuumutati ahjus 800 kraadi juures ja paisutati 60 sekundit, et saada paisutatud EG paisumismahuga 210 ml/g. Teiseks legiti EG-le hüdrotermilise sünteesi teel MH ja CaCO3 nanoosakesed. Kümme mg paisutatud EG-d segati deioniseeritud vees vastavalt 12 mg MH ja 24 mg CaCO3-ga.künomooriumi eelisedSeejärel viidi kaks segatud lahust kahte tefloniga vooderdatud autoklaavi. Autoklaave hoiti 120 kraadi juures 3 tundi ja seejärel jahutati loomulikult toatemperatuurini. Valmistatud proove pesti kolm korda, kasutades tsentrifuugimist deioniseeritud vee ja absoluutse etanooliga, ning kuivatati ahjus 60 kraadi juures, et saada EG/MH ja EG/CaCO3 [34,35]. 30 mg paisutatud EG-d segati deioniseeritud vees 15 mg MH ja 45 mg CaCO2-ga. Seejärel valmistati EG/MH/CaCO3, korrates ülaltoodud etappi S.

Kolmandaks pandi küllastunud rasvhapped, aromaatsed ained, asfalt, EG/MH, EG/CaCO3 ja EG/MH/CaCO3 1 tunniks 105 kraadi juures kuivatuskappi vaakumiga 93±1 kPa. Seejärel lisati järk-järgult EG/MH, EG/CaCO3 ja EG/MH/CaCO3 küllastunud aromaatsetes ainetes ja asfaldis sisaldusega 10 massiprotsenti. protsenti, samuti segati nihkedispersiooni masinaga (tüüp FM300, FLUKO Equipment Co., Ltd, Shanghai, Hiina) kiirusel 1000 p/min 5 minutit, millele järgnes suurem segamiskiirus 4000 p/min 20 minutit. Lõpuks kasutati käsitsi segamist, et vältida eraldumist ja eemaldada õhumullid, kuni ettevalmistatud proovid jahutati toatemperatuurini.

2.3.Meetodid

2.3.1. Isotermiline TG/DSC-FTIR test

Tuginedes meie eelmisele uuringule [31], kasutati TG/DSC testisüsteemi (STA 409, Netzsch, Saksamaa), mis on ühendatud FTIR-spektromeetriga (Nicolet IS10, Thermo science, Grand Island, NY, USA), et hinnata antibakteriaalset toimet. -vanandusained vastavalt küllastunud rasvhapete, aromaatsete ainete ja asfaldi termilise oksüdatiivse vananemise korral. Umbes 10 mg proovi asetati TG/DSC testimissüsteemi alumiiniumoksiidi tiiglitesse. Kuumutustemperatuur tõsteti toatemperatuurist 163 kraadini kuumutamiskiirusega 40 kraadi minutis ja hoiti 163 kraadi juures 4 tundi, lähtudes Hiina standardsetest bituumeni ja bituumenisegude katsemeetoditest maanteede ehitamiseks [36]. Seejärel sisestati 21% hapnikku ja 79% lämmastikku voolukiirusel 60 ml/min. Seega viidi läbi küllastunud rasvhapete, aromaatsete ainete ja asfaldiproovide termiliselt oksüdatiivse vananemise testid, et arutada massikadu, soojusentalpia ja lenduvate koostisosade muutusi isotermilise kuumutamise ajal enne ja pärast vananemisvastaste ainete lisamist. Endotermiliste või eksotermiliste piikide pindala arvutamiseks DSC kõveral kasutati lineaarset baasjoone meetodit. Entalpia saamiseks arvutati DSC kõvera baasjoone ja endotermilise või eksotermilise piigi vaheline ala.

Samal ajal imporditi eraldunud lenduvad ained kombineeritud FTIR-analüsaatorisse ((Nicolet IS10, Thermo science, GrandIsland, NY, USA) puhastusgaasiga voolukiirusel 120 ml/min. FTIR-testi tulemusi registreeriti pidevalt eraldunud lenduvate koostisosade tuvastamiseks. Enne iga proovi formaalset isotermilist TG/DSC-FTIR testi viidi läbi temperatuuri ja tasakaalu kalibreerimine ning kolm korda eelkatsed korratavuse uurimiseks samades katsetingimustes. Kui tulemused näitasid, et TG ja DSC kõverad kattusid ideaalselt ja vead olid vastuvõetavad, iga prooviga viidi läbi formaalne katse Seetõttu valmistati neli proovi, et iseloomustada vananemisvastase aine mõju küllastunud rasvhapete, aromaatsete ainete termiliselt oksüdatiivsele vananemisomadustele, ja vastavalt asfalt.

2.3.2.ESEM-EDS test

Asfaldiproovide mikromorfoloogia ja põhielementide sisalduse muutusi enne ja pärast ülaltoodud simuleeritud isotermiliselt oksüdatiivset vananemist iseloomustati ESEM-iga (Quanta 200 tüüp, FEI, Grand Island, NY, USA), mis oli varustatud EDS-iga. Esiteks valmistati asfalt proovisuurusega 1 cm × 1 cm × 1 cm ja asetati juhtiva liimi abil puhtale proovilauale. Seejärel pihustati asfaldiproovile kullapulbrit ja vaatluskambrit vaakumiti, kuni rõhk saavutas -3,06 × 10-3 Pa.kõrbehüatsintProovide morfoloogiaid täheldati kohe ESEM-i abil ja keemilised koostised tuvastati EDS-i abil. Keemiliste elementide sisaldused olid iga proovi kolme juhusliku katsepunkti keskmised väärtused.

3. Tulemused ja arutelu

3.1. Vananemisvastaste ainete termilise stabiilsuse mõju küllastunud ja aromaatsetele ainetele

Et arutada valmistatud EG/MH ja EG/CaCO3 vananemisvastaste ainete mõju küllastunud ja aromaatsete ainete termilisele stabiilsusele, viidi läbi isotermilised TG/DSC-FTIR testid, et simuleerida termiliselt oksüdatiivset vananemist temperatuuril 163 °C 4 tunni jooksul. .

3.1.1. Termiline stabiilsus EG/MH mõju küllastunud rasvhapetele

Küllastunud ja küllastunud rasvhapete / EG / MH TG ja DSC kõverad isotermilise oksüdatiivse vananemise ajal on näidatud joonisel 1.

Joonisel 1 kujutatud TG kõverate põhjal leitakse, et küllastunud rasvhapete mass väheneb, kuna termiliselt oksüdatiivse vananemise kestus pikeneb enne ja pärast EG/MH lisamist. Küllastunud rasvhapete/EG/MH vähenemise kiirus on palju väiksem kui küllastunud rasvhapete oma. See näitab, et lagunemisreaktsioon ja kergete komponentide lendumine küllastunud rasvhapetes väheneb pärast EG / MH lisamist küllastunud rasvhapete termilise oksüdatiivse vananemise ajal. Selle põhjuseks on asjaolu, et EG/MH täidab ja stabiliseerib küllastunud rasvhappeid ning poorsel EG-l on tugev adsorptsioonivõime, nii et EG adsorbeerib mõned lühikese ahelaga süsivesiniku molekulid [12].

Kuna küttetemperatuur on konstantne, on soojusvoo muutus peamiselt tingitud küllastunud hapete ja võrdlusmaterjali proovide temperatuuride erinevusest. Küllastunud ja küllastunud hapete/EG/MH DSC kõverad kõiguvad pidevalt 163 kraadi juures 4 h ja küllastunud hapete muutuv amplituud on suurem kui küllastunud/EG/MH. See viitab sellele, et küllastunud rasvhapete erinevad komponendid osalevad keemilistes reaktsioonides erinevatel kuumutamisetappidel küllastunud rasvhapete isotermilise-oksüdatiivse vananemise ajal. Lisaks toimuvad suhteliselt intensiivsed ja keerulised endotermilised ja eksotermilised reaktsioonid. Selle põhjuseks on asjaolu, et küllastunud rasvhapped on asfaldis kerged komponendid ning peamised molekulaarahelad ja külgmised ahelad purunevad kõrgel temperatuuril kergesti, et eraldada või adsorbeerida soojust küllastunud rasvhapete isotermilise-oksüdatiivse vananemise ajal.

Lisaks näitavad küllastunud ja küllastunud/EG/MH soojusvoo väärtused üldiselt kasvutendentsi, kuid küllastunud hapete soojusvoo väärtused on kõrgemad kui küllastunud/EG/MH. See näitab, et küllastunud rasvhapped läbivad isotermilise-oksüdatiivse vananemise ajal 4 tunni jooksul 163 kraadi juures tervikuna endotermilise reaktsiooni. On leitud, et DSC kõverad näitavad, et reaktsioonisoojus on ilmselgelt vähenenud pärast EG/Mein küllastunud hapete lisamist. Põhjus on selles, et EG adsorbeerib väikseid süsivesinike molekule ning isoleerib hapnikku ja soojust, takistades edasist termilist oksüdatsiooni. MH laaditakse poorsele EG-le, et fikseerida väikesed molekulid, täita ja stabiliseerida küllastunud rasvhappeid [11,23]. EG ja MH sünergiline toime suurendab küllastunud rasvhapete termilist stabiilsust ja keemilised reaktsioonid nõrgenevad, mis viib reaktsioonisoojuse vähenemiseni isotermi-oksüdatiivse vananemise ajal.

3.1.2. EG/CaCO3 termilise stabiilsuse mõju aroomiainetele

Isotermilised TG/DSC testid viiakse läbi aromaatsete ainetega enne ja pärast EG/CaCO3 lisamist 163 kraadi juures 4 tundi. TG ja DSC kõverad aromaatsed ja aromaatsed / EG / CaCO isotermilise oksüdatiivse vananemise ajal on näidatud joonisel 2.

TG kõveratelt joonisel 2 on märgitud, et aromaatsed ained ilma vananemisvastase aineta EG/CaCO: näitavad kerget massi kasvutendentsi, samas kui aromaatsete ainete mass pärast EG/CaCO3 lisamist aromaatsetesse ainetesse väheneb isotermilise protsessi käigus veidi. -oksüdatiivne vananemine. See näitab, et polümerisatsioonireaktsioon aromaatsetes ühendites on rohkem kui lagunemisreaktsioon enne EG ja CaCO, nanoosakeste lisamist, tekitades mõningaid makromolekulaarseid tooteid. Selle põhjuseks on asjaolu, et aromaatsed ühendid on isotermilise-oksüdatiivse vananemise käigus oksüdatiivse polümerisatsiooni tõttu muudetud vaigudeks ning aromaatsete tsüklite külgahelaid on lihtne oksüdeerida ja polümeriseerida, moodustades aromaatse tsükloalküül[37]. Kuid polümerisatsioonireaktsioon aromaatsetes ühendites on pärast EG/CaCO3 lisamist väiksem kui lagunemisreaktsioon, mille tulemuseks on aromaatsete ainete massi vähenemine isotermi-oksüdatiivse vananemise ajal. See on peamiselt tingitud asjaolust, et EG adsorbeerib ja fikseerib mõned kerged komponendid, et vältida makromolekulide teket edasise oksüdatiivse polümerisatsiooni reaktsiooni kaudu hapnikuga [38]. Aromaatsete ainete termilise lagunemise reaktsiooni käigus pääseb aga välja ka väike kogus väikeseid molekulaarseid komponente. Kui eralduva lenduva aine mass on suurem kui polümerisatsioonireaktsiooni käigus tekkivate makromolekulide mass, väheneb aromaatsete ainete kogumass veidi. Samal ajal hajuvad EG servale ja siseseinale laetud hüdrofiilsed CaCO2 nanoosakesed ühtlaselt aromaatsetes ühendites, moodustades ristsiduva struktuuri, parandades aromaatsete ainete termilist stabiilsust ja põhjustades selle massikadu aeglasemalt.

Nagu on näidatud joonisel 2, näitavad DSC kõverad, et suhteliselt intensiivsed ja keerulised endotermilised reaktsioonid toimuvad aromaatsete ainete isotermilise oksüdatiivse vananemise protsessis, mis viitab sellele, et aromaatsetes ainetes osalevad erinevad komponendid keemilistes reaktsioonides erinevatel kuumutamisetappidel isotermilise oksüdatiivse vananemise ajal. Pärast EG/CaCO lisamist on aromaatsete ainete soojusvoo muutuv trend peaaegu paralleelne abstsissiga. See viitab sellele, et aromaatsete ainete termiline stabiilsus on paranenud, mis on tingitud EG ja CaCO vahelisest sünergilisest toimest. EG imendumine takistab ahelreaktsiooni, pärssides aromaatsete ainete termilist-oksüdatiivset vananemisprotsessi. CaCO pinnaefektid: nanoosakesed stabiliseerivad veelgi aromaatsete ainete füüsikalist olekut, parandades aromaatsete ainete termilist stabiilsust.

See artikkel on välja võetud materjalidest 2020, 13, 4005; doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials