Wpływ grafenu na mikrostruktury asfaltu modyfikowanego na podstawie mikroskopii sił atomowych Ⅱ

3.4. Omówienie mikrostruktury asfaltu w oparciu o teorię przemian fazowych ciecz-ciało stałe

Podczas chłodzenia niektóre składniki roztopionego asfaltu mogą przechodzić w fazę ciekło-stałąprzejście, które powoduje rozdział faz w asfalcie. Rezultatem jest „struktura pszczoły”.rozdziału faz w asfalcie. Według Gibbsa proces zmiany fazy może byćpodzielone na dwie kategorie, tj. zarodkowanie-zmiana fazy wzrostu i ciągła zmiana fazy.

Kliknij tutaj, aby uzyskać więcej informacji na temat ziół Cistanche przeciw starzeniu

Rysunek 6.Rozkład wysokości mikromorfologii asfaltu

3.4. Dyskusja na temat mikrostruktury asfaltuw sprawie teorii przemiany fazowej ciecz-ciało stałe

Naszym zdaniem powstawanie „pszczół structures” oraz wpływ grafenu na„struktury pszczół” można wyjaśnić za pomocą basic teoria „przejścia fazowego ciecz-ciało stałe„. Zgodnie z równowagą termodynamicznąm teorii, może wystąpić przejście fazowetworzą nową fazę, gdy materiał jest chłodnydo temperatury przemiany fazowej. JakRysunek 6.Rozkład wysokości mikromorfologii asfaltu.3.4.1. Analiza formowania się „struktury pszczelej”.Dyskutowano nad utworzeniem „struktury pszczoły” i naszym zdaniem „pszczołastruktury” asfaltu są spowodowane krystalizacją wosku lub asocjacjami wosku iinne betony (takie jak asfalteny i modyfikatory). Podczas zamarzania asfaltu surowegooraz pozostałość olejowa – mieszaniny węglowodorów o wysokich temperaturach topnienia, zdolne do wytrącania siępoprzez krystalizację - są zbiorczo określane jako wosk. Wosk jest niezbędny do powstania „pszczoły”.struktura.” Pojawienie się igiełkowatych kryształków po schłodzeniu świadczy o obecnościwosk mikrokrystaliczny w asfalcie [37].

Krystalizacja wosku obejmuje przejście od zarodka jądrowego do jądra kryształu, a następnie kryształ. Podczas chłodzenia cząsteczki alkanu zostały rozprowadzonelosowo w stopionym asfalcie zmieniają się ze stanu o wysokiej energii swobodnej (stan ciekły) do stanu niskiegostan swobodnej energii (stan krystaliczny), w którym cząsteczki alkanu znajdują się w krótkim zasięgusą uporządkowane, tworząc zarodki jądrowe „zarodka jądrowego”, co ułatwiadalsze tworzenie stabilnego jądra kryształu. Zarodek jądrowy jest warunkiem wstępnymbudowa jądra. Jednak zarodek jądrowy rozpadnie się, jeśli temperaturawzrośnie, podczas gdy utworzy stabilne jądro, które powiększy się i rozwinie kryształy, jeślistop jest nadal chłodzony. Proces krystalizacji obejmuje tworzenie zarodków krystalizacjii wzrost ziarna, które wymagają odpowiedniego stopnia przechłodzenia. jakotemperatura spada, cząsteczki te będą podlegać ciągłemu łączeniu-pęknięciu ipęknięcie – łączenie procesu w celu utworzenia uporządkowanych punktów sieci aż do osiągnięcia krytycznego rozmiaru (nowystan stabilny), tj. jądro kryształu [38]. Wreszcie inne otaczające cząsteczki zawsze będązakrywają punkty sieci krystalicznej i stopniowo tworzą cienką strukturę plastra, która zbliża się dojądro kryształu i powoduje, że jądro kryształu rozwija się w kryształ w kształcie igły.

Wzrost kryształu zachodzi w obszarze, w którym energia polimeryzacji pomiędzy nimikryształ i wolna parafina są największe, co powoduje najszybszy wzrost arkuszastruktura znajdująca się z boku jądra kryształu. W pozostałych składnikach mikrokrystalicznychwosku i asfaltu, cząsteczki asfaltenów służą jako rdzeń do gromadzenia kryształówklastrów, a następnie dalej rozwijać je w „struktury pszczele”. Kiedy jest system asfaltowyschłodzony poniżej temperatury krystalizacji, olej w asfalcie po obu stronachArkusz szczytowy będzie się wznosił wzdłuż szczytu, co można uznać za zjawisko kapilarnepłynny asfalt [39]. Postać7 pokazuje schematyczny diagram wytrącania „pszczołystruktury.” W stanie stopionym składniki asfaltowe (nasycone, aromaty, żywice iasfalteny) miesza się do stanu jednorodnego. Następnie, poprzez modyfikację, wwmodyfikator grafenu jest równomiernie rozproszony w stopionym asfalcie, tworząc jednorodnąsystem. Podczas chłodzenia grafen i asfalteny staną się miejscami zarodkowaniawosk łatwo krystalizuje, tworząc w ten sposób „struktury pszczół”.

3.4.2. Wpływ grafenu na pszczele struktury asfaltu

Wcześniejsze wnioski wskazywały, że modyfikowane grafenowe „struktury pszczele” apgruszkowate w większej ilości i były mniejsze niż w asfalcie bazowym. dlatworzenie jądra kryształu jest pierwszym etapem krystalizacji i procesu zarodkowaniamożna podzielić na niejednorodne i jednorodne zarodkowanie oparte na krysztaleteoria zarodkowania. Jednorodne zarodkowanie odnosi się do tego samego prawdopodobieństwa genu jądraw przechłodzonych stopach. Tymczasem niejednorodne zarodkowanie odnosi się do forproces acji ułatwiony przez różne pozycje katalityczne, takie jak powierzchnia, granica międzyfazowa,pęknięcia i ściany.

Ciało stabilnego modyfikatora grafenu stanie się miejscem katalitycznym dla jądraw modyfikowanym asfalcie i jest to sklasyfikowane jako zarodkowanie niejednorodne.Włączenie grafenu zapewnia liczne miejsca zarodkowania i interfejsy propatrz regularne (sferyczne) szablony, na których można osadzać cząsteczki wosku [40].Barwarstwa niejednorodnego zarodkowania (∆Gk*) jest mniejsza niż w przypadku zarodkowania jednorodnego(∆Gk), a zależność istnieje w asfalcie, jak pokazano w równaniu (3), gdzieθprzedstawicielwysyła kąt zwilżania między jądrem w kształcie czapeczki a płaskim podłożem, jak pokazano naklasyczna teoria zarodkowania. Ryc. 8 czzawdzięcza model w kształcie czapki niejednorodnejzarodkowanie.Sałataθmożna obliczyć z równania Younga (Równanie (4)). W równaniu 4, Nl, śl,I snodnoszą się do międzyfazowych energii swobodnych pomiędzyjądro i ciecz, podłożeIodpowiednio substrat i jądro. f(0) można otrzymać z równania (5) zależności geometrycznej modelu czapki, a jego wartość jest mniejsza lub równa 1.

Kiedy jądro kryształu tworzy się na czynniku zarodkującym, bariera zarodkowamaleje wraz z kątem zwilżania (θ), a niejednorodna bariera zarodkowania jest niższaniż jednorodna bariera zarodkowania, która ułatwia krystalizację. w bazieasfalt, asfalteny mogą służyć jako środek zarodkujący. Natomiast w modyfikowanym grafenemasfaltu, równomiernie rozproszony grafen w asfalcie będzie pełnił rolę czynnika zarodkującegoz asfaltenami. Chociaż wosk można odłączyć poprzez niejednorodne zarodkowanie w obu przypadkachasfaltu bazowego i modyfikowanego, liczba cząstek środka zarodkującego w obu przypadkach będzie się różnić.Naszym zdaniem modyfikator grafenowy może służyć jako dodatkowe zarodkowanie rozproszonecentrum, które ułatwia tworzenie dużej liczby mniejszych kryształków wosku [41]. Dlatego,liczba „struktur pszczelich” w asfalcie modyfikowanym grafenem będzie większaasfaltu podstawowego. Dodatkowo grafen może skutkować mniejszą objętością „struktury pszczoły”.głównie ze względu na tworzenie się stosunkowo zwartej sieci żelu w modyfikowanymasfalt. Naszym zdaniem tworzenie się „struktur pszczelich” zalicza się do dyfuzjiprzejście fazowe, a zwiększona lepkość asfaltu modyfikowanego utrudnia dyfuzję iprzenoszenie cząsteczek wosku

Etap wzrostu „struktury pszczoły” można wyjaśnić na podstawie teorii dyfuzji.Szczegółowe wyjaśnienie zostało przedstawione w naszym poprzednim badaniu [27]. W asfalcie niższylepkość powoduje mniej oddziaływań międzycząsteczkowych, podczas gdy mniejsza siła oporu w kierunkumigracja skutkuje wyższym tempem migracji molekularnej, co ułatwia migracjęelementy asfaltu. Lepkość asfaltu bazowego jest mniejsza niż asfaltu modyfikowanego grafenemasfalt. W ten sposób składniki wosku mogą szybko migrować w asfalcie bazowymułatwianie rozwoju „struktury pszczelej”.

Tymczasem liczba zarodkówmiejsc w asfalcie bazowym jest mniejsza niż w przypadku asfaltu modyfikowanego grafenem. Dlatego,asfaltowe „struktury pszczele” asfaltu bazowego powiększają się, a ich rozkłady sąrozsiany. Tymczasem lepkość modyfikowanego asfaltu jest wysoka, co skutkuje niskąprędkość migracji cząsteczek wosku. Ponadto grafen jako asfalten może służyćjako miejsce zarodkowania i utrudniać migrację cząstek. Powyższe czynniki mogą spowodowaćduża ilość i mniejsze rozmiary „struktur pszczelich” w asfalcie modyfikowanym

Mikromorfologia niestarzonego i starzonego asfaltu podstawowego i modyfikowanego grafenem asphalt badano za pomocą AFM. Porównano i przeanalizowano odmiany mikrofotografii.Mechanizm powstawania asfaltowych „struktur pszczelich” i wpływ grafenu naomówiono „struktury pszczół”. Główne uzyskane wnioski są następujące: