Badanie procesów starzenia lepiszczy asfaltowych modyfikowanych kompozytami polimerowymi

Środki finansowe przyznane przez Narodowe Centrum Nauki na realizację działania naukowego

Miniatura 5

Tytuł projektu: Badanie procesów starzenia lepiszczy asfaltowych modyfikowanych kompozytami polimerowymi

Tytuł w j. angielskim: Ageing processes invesitigation of asphalt binders modified with polymer composites

Numer umowy: DEC-2021/05/X/ST8/00161

Okres realizacji: 01.10.2021 - 30.09.2022

Wartość projektu: 46.906,00 PLN

Wartość przyznanych środków: 46.906,00 PLN

Kierownik projektu: dr Szymon Malinowski

Słowa kluczowe: asfalt, biopolomer, chitozan, starzenie asfaltu

Streszczenie: 

Projekt wpisuje się w obszar dyscypliny inżynieria lądowa i transport. Projekt obejmuje zagadnienia związane z zastosowaniem nowoczesnych kompozytów polimerowych w inżynierii materiałów drogowych w aspekcie starzenia lepiszczy asfaltowych. Procesy starzenia lepiszczy asfaltowych są jedną z głównych przyczyn utraty ich pierwotnych właściwości fizykochemicznych, co prowadzi do pogorszenia stanu nawierzchni drogowych. W ostatnich latach obserwowany jest trend związany z opracowywaniem nowoczesnych modyfikatorów lepiszczy asfaltowych hamujących procesy starzenia. Opisane w literaturze badania naukowe wskazują, że obecność pewnych grup funkcyjnych w strukturze chemicznej związków organicznych jest odpowiedzialna za ich właściwości hamujące procesy starzenia. Z drugiej strony rosnąca świadomość ekologiczna zarówno inwestorów jak i użytkowników dróg powoduje konieczność stosowania w drogownictwie ekologicznych modyfikatorów. Dlatego w projekcie nowoczesne kompozyty polimerowe stosowane w modyfikacji lepiszczy asfaltowych będą otrzymywane na bazie chitozanu. Jest to polimer pochodzenia biologicznego zaliczany do grupy polisacharydów powstający na skutek częściowej deacetylacji chityny. Niepodważalnymi zaletami jego stosowania jest nietoksyczność, biokompatybilność oraz degradowalność. W celu uzyskania funkcjonalnych kompozytów wykorzystane zostaną reakcje polimeryzacji szczepionej, których efektem będzie dołączenie do struktury chitozanu trzech różnych ligandów tj. polianilina, kwas 2-akryloamido-2-metylopropanosulfonowy czy metakrylamid. Uzyskane w ten sposób materiały zostaną scharakteryzowane pod kątem struktury i składu chemicznego za pomocą FTIR, XPS oraz CHN. Następnie zostaną one zastosowane do modyfikacji asfaltu drogowego 50/70. W ramach działania naukowego zaplanowane są badania właściwości fizykochemicznych uzyskanych modyfikowanych lepiszczy asfaltowych tj. penetracja, temperatura mięknienia oraz lepkość dynamiczna. Ważnym aspektem zaplanowanych badań jest również analiza zmian tych właściwości pod wpływem procesów starzenia. Zmiany te będą ilościowo scharakteryzowane zarówno przez reologiczne indeksy starzenia tj. zmiana penetracji, lepkości i temperatury mięknienia jak również chemiczne indeksy starzenia tj. przyrost ilości grup karboksylowych i sulfotlenkowych. Wynikiem realizowanego projektu będzie otrzymanie kompozytów polimerowych o potencjalnych właściwościach hamujących procesy starzenia lepiszczy asfaltowych. Tematyka projektu wpisuje się w założenia dyscypliny inżynieria lądowa i transport.