化学交联改性石墨烯微片复合SBS增韧沥青界面性能研究

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AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51768007
  • 项目类别：
    地区科学基金项目
  • 资助金额：
    39.0万
  • 负责人：
    李晶
  • 依托单位：
    广西大学
  • 学科分类：
    E0809.道路与轨道工程
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

In view of the present situation that the Graphene Nanoplatelet and polystyrene butadiene styrene (SBS) composite modified asphalt can only improve the interfacial strength of asphalt without increasing the low temperature toughness. This project intends to study the interfacial interaction between the intermolecular force and chemical bond of SBS modified asphalt by the physical and chemical properties of Graphene Nanoplatelet surface, characterize the interaction of functional groups on the surface of Graphene Nanoplatelet with SBS adsorption, the toughness of SBS modified asphalt will be improved by the surface modification of Graphene Nanoplatelet by chemical crosslinking, so as to improve the low temperature performance of asphalt mixture. The mechanism of interfacial interaction between Graphene Nanoplatelet and SBS will be explored, a new technology of pavement with high compatibility and high toughness are developed. In this project, the interface between SBS and Graphene Nanoplatelet is constructed by combining the sacrificial bond with the hidden length, study on the improvement of the toughness of the modified Graphene Nanoplatelet /SBS composite, in order to solve the problem of the theoretical basis of the interfacial properties of SBS modified asphalt, and provide a scientific basis for the development of China's national conditions of asphalt pavement specifications.
针对目前石墨烯微片和聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）复合改性沥青仅提高沥青的界面强度而没有增加低温韧性的问题，本项目拟研究石墨烯微片表面物化特性对SBS改性沥青间分子间力和化学键结合的相界面作用模型，表征石墨烯微片表面上与SBS吸附粘合的活性官能团的关联，通过化学交联对石墨烯微片的表面修饰提高石墨烯微片/SBS复合改性沥青的韧性，探索石墨烯微片与SBS高效结合的相界面作用机理。采用在石墨烯微片与 SBS中构筑牺牲键和隐藏长度有效结合的相界面，探讨改性石墨烯微片/SBS复合后沥青韧性的提高，以期解决石墨烯微片对SBS改性沥青界面性能的理论基础问题，以期得到既有良好的高温抗车辙，又具有良好低温抗开裂的高韧性路面新型改性剂材料。

结项摘要

为解决石墨烯微片（GNPs）和聚苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（SBS）复合改性沥青低温性能不好，韧性不高的问题，本项目以GNPs/SBS与沥青固液界面为研究对象，通过研究GNPs的表面物理和化学改性对GNPs与SBS界面作用及改性GNPs/SBS改性沥青的微观分析和力学性能，进而探究化学交联改性石墨烯微片复合SBS对沥青界面性能的增韧机制。主要研究成果如下：.本项目从相似相溶原理、表面活性原理以及点击化学等反应原理出发，制备相应的改性GNPs(PS-GNPs、TiO2/PS-rGO、ODA-GNPs、PMMA-GNPs、C4H9-GO、GOs-SH及Fe3+-TA-GO)，并将其与SBS复合对沥青进行改性。性能测试表明以上改性GNPs的加入均能够不同程度的提高SBS改性沥青及混合料的各项性能。研究发现通过在石墨烯微片表面接枝亲油性基团，有利于增强改性GNPs与SBS改性沥青的界面相容性；展示了与SBS网络结构相比，经过化学交联改性的GNPs与SBS形成的复合网络结构力学性能更强，例如ODA-GNPs与SBS复合改性沥青可以实现其界面结构的优化，提高与沥青相容性，形成一种高强度的复合网络结构。揭示了经化学交联改性后的GNP，其表面活性官能团与SBS的链段连接，可提高复合材料的韧性；还发现了基于生物仿生原理在GNPs层间引入隐藏长度构筑无机-有机界面优化结构，通过牺牲键断裂或隐藏长度的释放可以提高复合改性沥青材料的韧性。例如PS-GNPs的PS长链与SBS中PS段互溶相连，可以形成以SBS为线，PS-GNPs为节点的复合网状结构，进而提高了沥青的各项性能。以上研究主要探索了GNP表面物理化学性质对其与SBS改性沥青之间的界面性能的影响规律，并通过调节改性条件，局部调控GNP表面物理化学性质，提高其SBS改性沥青的界面作用力，最终开发出具有良好的高温抗车辙能力，同时具有高韧性抗开裂能力的路面新材料，其在公路和建筑行业有潜在的实际应用前景。

项目成果

期刊论文数量（35）
专著数量（0）
科研奖励数量（0）
会议论文数量（0）
专利数量（2）
Preparation of Octadecyl Amine Grafted over Waste Rubber Powder (ODA-WRP) and Properties of Its Incorporation in SBS-Modified Asphalt
废橡胶粉接枝十八胺(ODA-WRP)的制备及其在SBS改性沥青中的掺入性能
  • DOI：
    10.3390/polym11040665
  • 发表时间：
    2019-04-01
  • 期刊：
    POLYMERS
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Han, Meizhao;Zeng, Xiang;Meng, Fei
  • 通讯作者：
    Meng, Fei
A review on the development and application of graphene based materials for the fabrication of modified asphalt and cement
石墨烯基材料用于改性沥青和水泥的开发和应用综述
  • DOI：
    10.1016/j.conbuildmat.2021.122885
  • 发表时间：
    2021-03-11
  • 期刊：
    CONSTRUCTION AND BUILDING MATERIALS
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Han, Meizhao;Muhammad, Yaseen;Li, Jing
  • 通讯作者：
    Li, Jing
Concomitantly Controlling Harmful Fumes Generation and Enhancing Mechanical Properties of SBS Modified Asphalt by the Incorporation of MIL-101(Cr) as Modifier
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  • DOI：
    10.1061/(asce)mt.1943-5533.0003215
  • 发表时间：
    2020-08
  • 期刊：
    Journal of Materials in Civil Engineering
  • 影响因子：
    3.2
  • 作者：
    Song Yang;Yu Liu;Muhammad Yaseen;Fei Meng;Yunhao Wei;Jing Li
  • 通讯作者：
    Jing Li
Analysis of Virgin Asphalt Brands via the Integrated Application of FTIR and Gel Permeation Chromatography
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  • DOI：
    10.1007/s13369-020-04539-x
  • 发表时间：
    2020-04-23
  • 期刊：
    ARABIAN JOURNAL FOR SCIENCE AND ENGINEERING
  • 影响因子：
    2.9
  • 作者：
    Meng, Fei;Ma, Shuyi;Chi, Fengxia
  • 通讯作者：
    Chi, Fengxia
Preparation and Properties of SBS-g-GOs-Modified Asphalt Based on a Thiol-ene Click Reaction in a Bituminous Environment
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  • DOI：
    10.3390/polym10111264
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    POLYMERS
  • 影响因子：
    5
  • 作者：
    Li, Jing;Han, Meizhao;Duan, Shaochan
  • 通讯作者：
    Duan, Shaochan

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  • 通讯作者：
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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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