Нанотехнолог РУДН создал модификатор асфальта из старых шин и каучука

Нанотехнолог РУДН создал модификатор асфальта из старых шин и каучука

Ученый изучил новый способ приготовления порошка для модификации дорожных покрытий. Он состоит из стертых автомобильных шин и бутадиен-стирольного каучука.

Автомобильные шины можно переработать для вторичного использования. Например, добавление резиновой крошки увеличивает срок службы асфальта. Обычно шины измельчают до частиц размером в несколько миллиметров. Дальнейшее измельчение слишком энергозатратно. Однако появился новый способ — высокотемпературное сдвиговое измельчение. Оно проходит с помощью роторного диспергатора. Суть его работы заключается в сильном сжатии (20-30 мегапаскаль), в результате которого материал растрескивается и разрушается. Одновременно резина нагревается до температур, близких к девулканизации. Получается порошок, который потом резко охлаждают. Чтобы повысить эффективность процесса, ученые добавляют к резине другие полимеры.

«Среди всех возможных применений резиновой крошки из изношенных шин самый интересный — использование в дорожном покрытии. Резиновая крошка как модификатор битума и асфальтобетонных смесей увеличивает срок их службы и имеет большой потенциал в дорожной промышленности. Это объединяет проблемы утилизации использованных шин и повышения долговечности дорог. Таким образом можно сократить потребление первичных природных ресурсов», — Александр Вечер, кандидат биологических наук, заместитель директора НОЦ «Нанотехнологии» РУДН.

Нанотехнологи приготовили резиновую крошку из автомобильных шин, а затем на роторном диспергаторе измельчили ее в порошок вместе с бутадиен-стирольным каучуком. Порошок добавили в горячий битум, нагретый до температуры 120-180℃, и перемешивали в течение 1-40 минут. Такой подход называется «сухим» способом приготовления. Имеется в виду, что сухой порошок добавляют в смесь прямо во время приготовления, а не на отдельном технологическом этапе.

Нанотехнологи РУДН изучили частицы резины до и после их взаимодействия с горячим битумом с помощью сканирующей электронной микроскопии. Измельчение вместе с бутадиен-стирольным каучуком приводит к формированию внешне однородных гибридных частиц. Через минуту перемешивания в горячем битуме крупинки порошка расщепляются на части размером 100-200 нанометров. Такое быстрое расщепление, вероятно, происходит из-за того, что битум проникает в поры частиц и вызывает разбухание в разных направлениях. С увеличением времени перемешивания в горячем битуме не наблюдается полный распад частиц. Напротив, заметна тенденция к образованию гелеподобных структур.

«Учитывая, что одна минута перемешивания соответствует технологии получения различных асфальтобетонных смесей, можно рекомендовать использовать порошки-добавки „сухим“ способом, то есть вводить в асфальтобетонную смесь во время ее производства. Это будет более экономично. В дальнейших исследованиях мы проведем реологические исследования битума с модификаторами», — Александр Вечер.

Результаты опубликованы в журнале Polymers.

Теги Приоритет-2030
Новости
Все новости
Наука
18 июня
Медики РУДН стали участниками и призерами проекта «Сообщество молодых ученых Медскан»

Студенты медицинского института РУДН участвовали в научно-образовательной программе «Сообщество молодых ученых» клиники Hadassah Medical Moscow.

Наука
17 июня
ЦУР – стратегический ориентир для ученых РУДН

В мастерской управления «Сенеж» завершился четвертый модуль программы развития кадрового управленческого резерва в области науки, технологий и высшего образования. Единственный участник от РУДН — Александр Леонидович Чупин, кандидат экономических наук, заместитель декана по научной работе экономического факультета. Основная цель программы — обучение управленческим навыкам молодых ученых, которые уже добились значительных успехов в научной и образовательной деятельности.

Наука
10 июня
Учёный РУДН: Африка делает ставку на малые модульные реакторы для решения энергетических проблем

По данным Международного энергетического агентства (МЭА), потребление электроэнергии в Африке за последние два года (2020–2022) выросло более чем на 100%. Однако 74,9% этой энергии по-прежнему производится за счет сжигания органического топлива — природного газа, угля и нефти. При этом уровень электрификации на континенте остается крайне низким — всего 24%, тогда как в других развивающихся странах он достигает 40%. Даже в подключенных к сети районах электроснабжение часто ненадежно: промышленные предприятия теряют энергию в среднем 56 дней в году.