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
7 мая
Командир орудийного расчета, летчик и инженер – воинский и научный путь Ивана Авачева

Продолжаем делиться историями фронтовиков, которые после войны участвовали в создании Университета дружбы народов и воспитывали новое поколение студентов.

Наука
7 мая
Командир приборного отделения и преподаватель русского языка – воинский и научный путь Антонины Пековой

Продолжаем делиться историями фронтовиков, которые после войны участвовали в создании Университета дружбы народов и воспитывали новое поколение студентов.

Наука
6 мая
Старшина медслужбы и преподаватель русского языка – воинский и научный путь Нины Суржиковой

Продолжаем делиться историями фронтовиков, которые после войны участвовали в создании Университета дружбы народов и воспитывали новое поколение студентов.