Vpliv grafena na modificirane asfaltne mikrostrukture na podlagi mikroskopije z atomsko silo Ⅱ

3.4. Razprava o mikrostrukturi asfalta na podlagi teorije pretvorbe tekoče v trdno fazo

Med ohlajanjem lahko nekatere komponente staljenega asfalta preidejo v tekočo-trdno fazoprehod, ki ima za posledico fazno separacijo v asfaltu. Rezultat je "struktura čebele".ločevanja faz v asfaltu. Po Gibbsovem mnenju je proces fazne spremembe lahkokategorizirani v dve kategoriji, tj. fazna sprememba nukleacije-rast in kontinuirana fazna sprememba.

Kliknite tukaj, če želite izvedeti več o zeliščih Cistanche za preprečevanje staranja

Slika 6.Višinska porazdelitev mikromorfologije asfalta

3.4. Razprava na osnovi mikrostrukture asfaltao teoriji transformacije tekoče-trdne faze

Po našem mnenju je nastanek »čebelje struktureures" in učinek grafena na»čebelje strukture« je mogoče razjasniti s pomočjo basic teorija "faznega prehoda tekoče-trdno".". Glede na termodinamično ravnovesjem teoriji lahko pride do faznega prehodatvorijo novo fazo, ko se material ohladina temperaturo faznega prehoda. KotSlika 6.Višinska porazdelitev mikromorfologije asfalta.3.4.1. Analiza nastajanja »čebelje strukture«.Razpravljalo se je o oblikovanju »čebelje strukture« in po našem mnenju je »čebelastrukture" asfalta so posledica kristalizacije voska ali asociacij, ki vključujejo vosek indrugi betoni (kot so asfaltni in modifikatorji). Med zmrzovanjem asfalta, surovegain zmesi ostankov olja in ogljikovodikov z visokimi tališči, ki se lahko obarjajos kristalizacijo – so skupaj znani kot vosek. Vosek je ključnega pomena za nastanek "čebele".struktura." Videz igličastih kristalov po ohlajanju pomeni prisotnostmikrokristalni vosek v asfaltu [37].

Kristalizacija voska vključuje prehod iz jedrnega zarodka v kristalno jedro, ki mu sledi kristal. Med ohlajanjem se molekule alkanov, ki so se porazdelilenaključna sprememba staljenega asfalta iz stanja proste energije z visoko (tekoče stanje) v stanje z nizkostanje proste energije (kristalno stanje), v katerem so molekule alkanov v kratkem doseguso razporejeni urejeno, da tvorijo jedrne zarodke "jedrnega zarodka", kar olajšanadaljnja tvorba stabilnega kristalnega jedra. Jedrski zarodek je predpogoj zakonstrukcija jedra. Vendar pa bo jedrski zarodek razpadel, če temperaturapoveča, medtem ko bo tvoril stabilno jedro, ki se bo povečalo in razvilo kristale, četalina se še naprej ohlaja. Proces kristalizacije vključuje tvorbo nukleacijein rast zrn, ki zahtevata ustrezno stopnjo podhlajevanja. Kot jetemperatura pade, bodo te molekule podvržene neprekinjenemu povezovanju in zlomuzlom – povežite postopek, da oblikujete urejene mrežne točke, dokler ni dosežena kritična velikost (novastabilno stanje), tj. kristalno jedro [38]. Končno bodo vedno ostale okoliške molekulepokrivajo točke kristalne rešetke in postopoma tvorijo tanko rezinsko strukturo, ki se približujekristalnega jedra in povzroči, da se kristalno jedro razvije v igličast kristal.

Rast kristala se pojavi v območju, kjer je polimerizacijska energija medkristalov in prostega parafina je največ, kar ima za posledico najhitrejšo rast listastruktura, ki se nahaja na strani kristalnega jedra. V drugih komponentah mikrokristalnegavosek in asfalt služijo molekule asfaltena kot jedro za kopičenje kristalagrozde in jih nato naprej razvijejo v "čebelje strukture". Ko je asfaltni sistemohlajeno pod temperaturo kristalizacije, olje v asfaltu na obeh stranehvršna plošča se bo dvignila vzdolž vrha, kar lahko štejemo za kapilarni pojav vstaljeni asfalt [39]. Slika7 prikazuje shematski diagram padavin "čebelestrukture." V staljenem stanju asfaltne komponente (nasičene maščobne kisline, aromati, smole inasfalteni) se zmešajo do homogenega stanja. Kasneje, s spremembo,modifikator grafena je enakomerno razpršen v staljenem asfaltu, da nastane homogenasistem. Med ohlajanjem bodo grafen in asfalteni postali mesta nukleacije invosek zlahka kristalizira, kar povzroči "čebelje strukture".

3.4.2. Vpliv grafena na čebele strukture asfalta

Prejšnji zaključki so pokazali, da modificirane grafenske "čebelje strukture" apstrgale v večji količini in so bile manjše od tistih na osnovnem asfaltu. Zamacija kristalnega jedra je prvi korak v kristalizaciji in procesu nukleacijelahko kategoriziramo v nehomogeno in homogeno nukleacijo na osnovi kristalateorija nukleacije. Homogena nukleacija se nanaša na enako verjetnost gennastanek v podhlajenih talinah. Medtem se nehomogena nukleacija nanaša na formacijski proces, ki ga olajšajo različni katalitični položaji, kot so površina, vmesnik,razpoke in stene.

Telo stabilnega modifikatorja grafena bo postalo katalitično mesto za jedrotvorbo v modificiranem asfaltu, in to uvrščamo med nehomogeno nukleacijo.Vključitev grafena zagotavlja številna mesta nukleacije in vmesnike prooglejte si običajne (sferične) predloge, na katere se lahko nanesejo molekule voska [40].Barrier nehomogene nukleacije (∆Gk*) manj kot pri homogeni nukleaciji(∆Gk), razmerje pa obstaja v asfaltu, kot je prikazano v enačbi (3), kjerθzastopnikpošilja kontaktni kot med jedrom v obliki kapice in ravno podlago, kot je prikazano naklasična teorija nukleacije. Slika 8 shima model nehomogenih v obliki kapicenukleacija.Cosθse lahko izračuna iz Youngove enačbe (enačba (4)). V enačbi 4 je nl, sl,in snse nanašajo na mejne proste energije medjedro in tekočina, substratinsubstrat oziroma jedro. f(0) je mogoče dobiti iz enačbe (5) geometrijskega razmerja modela zgornje meje, njegova vrednost pa je manjša ali enaka 1.

Ko se kristalno jedro oblikuje na nukleacijskem sredstvu, je nukleacijska pregradazmanjšuje s kontaktnim kotom (θ), in nehomogena nukleacijska pregrada je nižjakot homogena nukleacijska pregrada, ki olajša kristalizacijo. V baziasfalt, lahko asfalten služi kot sredstvo za nukleacijo. Nasprotno pa v grafensko modificiranemasfalt, bo enakomerno razpršen grafen v asfaltu delil svojo vlogo nukleacijskega sredstvaz asfaltenom. Čeprav se vosek lahko loči z nehomogeno nukleacijo v obehosnovnega in modificiranega asfalta se bo število delcev nukleacijskega sredstva v obeh primerih razlikovalo.Po našem mnenju lahko modifikator grafena služi kot dodatna razpršena nukleacijacenter, ki omogoča nastanek velikega števila manjših kristalov voska [41]. zatoštevilo "čebeljih struktur" v z grafenom modificiranem asfaltu bo večje od tegaosnovnega asfalta. Poleg tega lahko grafen povzroči nižji volumen "čebelje strukture".predvsem zaradi tvorbe razmeroma kompaktne mreže gela v modificiranemasfalt. Po našem mnenju nastajanje »čebeljih struktur« uvrščamo med difuznofazni prehod, povečana viskoznost modificiranega asfalta pa ovira difuzijo inprenos molekul voska

Fazo rasti "strukture čebele" je mogoče pojasniti na podlagi difuzijske teorije.Podrobna razlaga je bila predstavljena v naši prejšnji študiji [27]. V asfaltu nižjeviskoznost povzroči manj medmolekularnih interakcij, medtem ko je manjša uporna sila protiposledica migracije je višja hitrost molekularne migracije, kar olajša migracijoasfaltne komponente. Viskoznost osnovnega asfalta je manjša od viskoznosti z grafenom modificiranega asfaltaasfalt. Komponente voska lahko tako hitro migrirajo v osnovnem asfaltuolajšanje razvoja "strukture čebele".

Medtem pa število nukleacijemest v osnovnem asfaltu je manj kot pri z grafenom modificiranem asfaltu. zatoasfaltne "čebelje strukture" osnovnega asfalta se povečajo, njihove porazdelitve pa sorazpršena. Medtem je viskoznost modificiranega asfalta visoka, kar ima za posledico nizkohitrosti migracije molekul voska. Nadalje lahko služi grafen kot asfaltenkot mesto nukleacije in ovirajo migracijo delcev. Zgornji dejavniki lahko povzročijovelika količina in manjša velikost "čebeljih struktur" v modificiranem asfaltu

Mikromorfologija nestaranega in staranega osnovnega asfalta in z grafenom modificiranega asfaltaphalt so raziskali z AFM. Primerjali in analizirali smo variacije mikrografov.Mehanizem nastanka asfaltnih "čebeljih struktur" in učinek grafena naobravnavali »čebelje strukture«. Glavne ugotovitve so naslednje: