ผลกระทบของกราฟีนต่อโครงสร้างจุลภาคของแอสฟัลต์ที่ดัดแปลงโดยอิงจากกล้องจุลทรรศน์แรงอะตอม Ⅱ

3.4. การอภิปรายเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของแอสฟัลต์ตามทฤษฎีการเปลี่ยนเฟสของของเหลวและของแข็ง

ระหว่างการหล่อเย็น ส่วนประกอบบางอย่างของแอสฟัลต์ที่หลอมเหลวสามารถเข้าสู่สถานะของเหลวและของแข็งได้การเปลี่ยนแปลงซึ่งส่งผลให้เกิดการแยกเฟสในแอสฟัลต์ "โครงสร้างผึ้ง" คือผลลัพธ์การแยกเฟสในแอสฟัลต์ จากข้อมูลของ Gibbs กระบวนการเปลี่ยนเฟสสามารถเกิดขึ้นได้แบ่งออกได้เป็น 2 ระยะ คือ การเปลี่ยนเฟสการเจริญของนิวเคลียสและการเปลี่ยนเฟสต่อเนื่อง

คลิกที่นี่เพื่อรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับสมุนไพร Cistanche เพื่อการต่อต้านริ้วรอย

รูปที่ 6การกระจายความสูงของไมโครสัณฐานแอสฟัลต์

3.4. การอภิปรายเกี่ยวกับโครงสร้างจุลภาคของแอสฟัลต์เรื่อง ทฤษฎีการเปลี่ยนเฟสของเหลว-ของแข็ง

ในความเห็นของเรา การก่อตัวของ "โครงสร้างผึ้งures" และผลของกราฟีนต่อการ"โครงสร้างผึ้ง" สามารถอธิบายได้โดยใช้ baทฤษฎี sic เรื่อง "การเปลี่ยนสถานะของเหลว-ของแข็ง". ตามสภาวะสมดุลทางอุณหพลศาสตร์ทฤษฎี m การเปลี่ยนเฟสสามารถเกิดขึ้นได้สร้างเฟสใหม่เมื่อวัสดุเย็นลงเอ็ดถึงอุณหภูมิการเปลี่ยนเฟส เช่นรูปที่ 6การกระจายความสูงของไมโครสัณฐานแอสฟัลต์3.4.1. การวิเคราะห์การก่อตัวของ "โครงสร้างผึ้ง"การก่อตัวของ "โครงสร้างผึ้ง" เป็นที่ถกเถียงกัน และในความเห็นของเรา "ผึ้ง"โครงสร้าง" ของแอสฟัลต์เกิดจากการตกผลึกของขี้ผึ้งหรือการรวมตัวของขี้ผึ้งและคอนกรีตอื่นๆ (เช่น แอสฟัลต์ทีนและสารปรับปรุง) ระหว่างการแช่แข็งแอสฟัลต์ดิบและกากน้ำมัน—ส่วนผสมของไฮโดรคาร์บอนที่มีจุดหลอมเหลวสูงที่สามารถตกตะกอนได้ผ่านการตกผลึก—เรียกรวมกันว่าขี้ผึ้ง ขี้ผึ้งมีความสำคัญต่อการก่อตัวของผึ้งโครงสร้าง" การปรากฏตัวของผลึกเกล็ดเข็มหลังจากการเย็นตัวหมายถึงการมีอยู่ของขี้ผึ้งไมโครคริสตัลไลน์ในยางมะตอย [37].

การตกผลึกของขี้ผึ้งเกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนจากนิวเคลียสเอ็มบริโอไปเป็นนิวเคลียสของคริสตัลตามด้วยคริสตัล ในระหว่างการทำความเย็น โมเลกุลของอัลเคนที่กระจายตัวแบบสุ่มในแอสฟัลต์หลอมเหลวเปลี่ยนจากสถานะพลังงานอิสระสูง (สถานะของเหลว) เป็นต่ำสถานะพลังงานอิสระ (crystalline state) ซึ่งโมเลกุลของอัลเคนอยู่ในช่วงสั้นๆถูกจัดเรียงอย่างเป็นระเบียบเพื่อสร้างนิวเคลียสเอ็มบริโอของ "นิวเคลียสเอ็มบริโอ" ซึ่งอำนวยความสะดวกการก่อตัวของนิวเคลียสคริสตัลที่เสถียรต่อไป ตัวอ่อนนิวเคลียร์เป็นสิ่งที่จำเป็นสำหรับการสร้างนิวเคลียส อย่างไรก็ตาม ตัวอ่อนนิวเคลียร์จะสลายตัวหากอุณหภูมิเพิ่มขึ้น ในขณะที่มันจะสร้างนิวเคลียสที่เสถียรซึ่งจะขยายและพัฒนาผลึกถ้าละลายยังคงถูกทำให้เย็นลง กระบวนการตกผลึกประกอบด้วยการก่อตัวของนิวเคลียสและการเจริญเติบโตของเมล็ดพืช ซึ่งทั้งสองอย่างนี้ต้องการระดับความเย็นยิ่งยวดที่เหมาะสม ในฐานะที่เป็นอุณหภูมิที่ลดลง โมเลกุลเหล่านี้จะเกิดการเชื่อมต่อ-แตกหักอย่างต่อเนื่องและการแตกหัก - เชื่อมต่อกระบวนการเพื่อสร้างจุดขัดแตะที่สั่งไว้จนกว่าจะถึงขนาดวิกฤต (a newสถานะเสถียร) กล่าวคือ นิวเคลียสของผลึก [38]. ในที่สุดโมเลกุลอื่นที่อยู่รอบ ๆ ก็จะเสมอครอบคลุมจุดตาข่ายคริสตัลและค่อยๆสร้างโครงสร้างชิ้นบางที่เข้าใกล้นิวเคลียสของผลึกและทำให้นิวเคลียสของผลึกพัฒนาเป็นผลึกรูปเข็ม

การเจริญเติบโตของคริสตัลเกิดขึ้นในบริเวณที่มีพลังงานพอลิเมอไรเซชันระหว่างคริสตัลและพาราฟินฟรีมีมากที่สุดส่งผลให้แผ่นเติบโตเร็วที่สุดโครงสร้างที่อยู่ด้านข้างของนิวเคลียสของผลึก ในส่วนประกอบอื่นๆ ของ microcrystallineขี้ผึ้งและแอสฟัลต์ โมเลกุลของแอสฟัลต์ทีนทำหน้าที่เป็นแกนกลางในการสะสมคริสตัลเป็นกระจุกแล้วพัฒนาเป็น "โครงผึ้ง" ต่อไป เมื่อระบบยางมะตอยเป็นเย็นลงจนต่ำกว่าอุณหภูมิการตกผลึก น้ำมันในยางมะตอยทั้งสองด้านของแผ่นพีคจะเลื่อนขึ้นไปตามยอดเขาซึ่งถือได้ว่าเป็นปรากฏการณ์ฝอยในยางมะตอยหลอมเหลว [39]. รูป7 แสดงแผนผังของการตกตะกอนของ "ผึ้ง"โครงสร้าง" ในสถานะหลอมเหลว ส่วนประกอบแอสฟัลต์ติก (อิ่มตัว อะโรเมติกส์ เรซิน และแอสฟัลต์ทีน) ผสมให้เป็นเนื้อเดียวกัน ต่อมาผ่านการดัดแปลงกราฟีนโมดิฟายเออร์จะกระจายอย่างสม่ำเสมอในแอสฟัลต์หลอมเหลวเพื่อสร้างเป็นเนื้อเดียวกันระบบ. ในระหว่างการทำความเย็น กราฟีนและแอสฟัลต์ทีนจะกลายเป็นตำแหน่งนิวเคลียส และขี้ผึ้งจะตกผลึกได้ง่าย จึงทำให้เกิด "โครงสร้างผึ้ง"

3.4.2. ผลกระทบของกราฟีนต่อโครงสร้างผึ้งของแอสฟัลต์

ข้อสรุปก่อนหน้านี้ระบุว่ากราฟีนดัดแปลง "โครงสร้างผึ้ง" apลูกแพร์ในปริมาณที่มากกว่าและมีขนาดเล็กกว่าแอสฟัลต์พื้นฐาน สำหรับการรวมตัวของนิวเคลียสของผลึกเป็นขั้นตอนแรกในการตกผลึกและกระบวนการนิวเคลียสสามารถแบ่งออกเป็นนิวเคลียสที่เป็นเนื้อเดียวกันและเป็นเนื้อเดียวกันตามคริสตัลทฤษฎีนิวเคลียส นิวเคลียสที่เป็นเนื้อเดียวกันหมายถึงความน่าจะเป็นที่เหมือนกันของนิวเคลียส genการปะทุในการละลายที่เย็นลง ในขณะเดียวกัน นิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันหมายถึง a สำหรับกระบวนการเมชั่นอำนวยความสะดวกโดยตำแหน่งตัวเร่งปฏิกิริยาต่างๆ เช่น พื้นผิว ส่วนต่อประสานรอยแตกและผนัง

ร่างกายของโมดิฟายเออร์กราฟีนที่เสถียรจะกลายเป็นไซต์เร่งปฏิกิริยาสำหรับนิวเคลียสการก่อตัวในแอสฟัลต์ดัดแปลง และสิ่งนี้ถูกจัดประเภทภายใต้นิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันการรวมตัวของกราฟีนทำให้ไซต์เกิดนิวเคลียสจำนวนมาก และโปรเฟสเซอร์อินเทอร์เฟซvide แม่แบบปกติ (ทรงกลม) ที่สามารถฝากโมเลกุลของขี้ผึ้ง [40]บาร์rier ของนิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกัน (∆Gk*) น้อยกว่านิวเคลียสที่เป็นเนื้อเดียวกัน(∆Gk) และมีความสัมพันธ์อยู่ในแอสฟัลต์ตามที่แสดงในสมการ (3) โดยที่θตัวแทนส่งมุมสัมผัสระหว่างนิวเคลียสที่มีรูปร่างคล้ายหมวกและซับสเตรตที่แบน ดังที่แสดงไว้ในทฤษฎีนิวเคลียสแบบคลาสสิก รูปที่ 8 ชเป็นรูปแบบหมวกที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันนิวเคลียสคอสθสามารถคำนวณได้จากสมการ Young (สมการ (4)) ในสมการที่ 4 NL, ส,และ สอ้างถึงพลังงานที่ปราศจากการประสานระหว่างนิวเคลียสและของเหลว สารตั้งต้นและสารตั้งต้นและนิวเคลียสตามลำดับ f(0) สามารถหาได้จากสมการ (5) ของความสัมพันธ์ทางเรขาคณิตของโมเดลแคป และมีค่าน้อยกว่าหรือเท่ากับ 1

เมื่อนิวเคลียสของผลึกเกิดขึ้นบนสารทำให้เกิดนิวเคลียส สิ่งกีดขวางนิวเคลียสลดลงตามมุมสัมผัส (θ) และสิ่งกีดขวางนิวเคลียสที่เป็นเนื้อเดียวกันต่ำกว่ากว่าสิ่งกีดขวางนิวเคลียสที่เป็นเนื้อเดียวกันซึ่งอำนวยความสะดวกในการตกผลึก ในฐานแอสฟัลต์, แอสฟัลต์ทีนสามารถทำหน้าที่เป็นสารก่อนิวเคลียส ตรงกันข้าม ในกราฟีนดัดแปลงแอสฟัลต์ กราฟีนที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอในแอสฟัลต์จะมีบทบาทร่วมกันในฐานะสารก่อนิวเคลียสด้วยแอสฟัลต์ทีน แม้ว่าขี้ผึ้งสามารถแยกออกได้ผ่านนิวเคลียสที่ไม่เป็นเนื้อเดียวกันในทั้งสองเบสและแอสฟัลต์ดัดแปลง จำนวนอนุภาคของสารก่อนิวเคลียสในทั้งสองกรณีจะแตกต่างกันในความเห็นของเรา โมดิฟายเออร์กราฟีนสามารถทำหน้าที่เป็นนิวเคลียสที่กระจายเพิ่มเติมศูนย์กลางที่อำนวยความสะดวกในการก่อตัวของผลึกขี้ผึ้งขนาดเล็กจำนวนมาก [41]. ดังนั้น,จำนวนของ "โครงสร้างผึ้ง" ในแอสฟัลต์ที่ดัดแปลงด้วยกราฟีนจะสูงกว่านั้นของแอสฟัลต์พื้นฐาน นอกจากนี้ กราฟีนยังส่งผลให้ปริมาณ "โครงสร้างผึ้ง" ลดลงเนื่องจากการก่อตัวของเครือข่ายเจลที่ค่อนข้างกะทัดรัดในการปรับเปลี่ยนยางมะตอย. ในความเห็นของเรา การก่อตัวของ "โครงสร้างของผึ้ง" จัดอยู่ในประเภทการแพร่กระจายการเปลี่ยนเฟสและความหนืดที่เพิ่มขึ้นของแอสฟัลต์ดัดแปลงเป็นอุปสรรคต่อการแพร่และการถ่ายโอนโมเลกุลของขี้ผึ้ง

ขั้นตอนการเจริญเติบโตของ "โครงสร้างของผึ้ง" สามารถอธิบายได้ตามทฤษฎีการแพร่กระจายมีการนำเสนอคำอธิบายโดยละเอียดในการศึกษาก่อนหน้าของเรา [27]. ในยางมะตอยที่ต่ำกว่าความหนืดส่งผลให้เกิดอันตรกิริยาระหว่างโมเลกุลน้อยลง ในขณะที่มีแรงต้านน้อยลงการย้ายถิ่นส่งผลให้อัตราการย้ายถิ่นของโมเลกุลสูงขึ้น ซึ่งช่วยอำนวยความสะดวกในการย้ายถิ่นของส่วนประกอบแอสฟัลต์ ความหนืดของแอสฟัลต์พื้นฐานน้อยกว่าความหนืดของกราฟีนที่ดัดแปลงยางมะตอย. ส่วนประกอบของแว็กซ์สามารถเคลื่อนย้ายได้อย่างรวดเร็วในแอสฟัลต์พื้นฐาน ด้วยเหตุนี้อำนวยความสะดวกในการพัฒนา "โครงสร้างผึ้ง"

ในขณะเดียวกัน จำนวนนิวเคลียสไซต์ในแอสฟัลต์พื้นฐานน้อยกว่าแอสฟัลต์ที่ดัดแปลงด้วยกราฟีน ดังนั้น,แอสฟัลต์ติก "โครงสร้างผึ้ง" ของแอสฟัลต์ฐานขยายใหญ่ขึ้นและการกระจายของพวกมันคือกระจัดกระจาย ในขณะที่ความหนืดของแอสฟัลต์ดัดแปลงมีค่าสูง ส่งผลให้ค่าความหนืดต่ำความเร็วในการเคลื่อนที่ของโมเลกุลขี้ผึ้ง นอกจากนี้ กราฟีนในฐานะแอสฟัลต์ทีนยังสามารถให้บริการได้เป็นที่ตั้งนิวเคลียสและขัดขวางการอพยพของอนุภาค ปัจจัยข้างต้นสามารถส่งผลให้ปริมาณที่มากและมีขนาดเล็กลงของ "โครงสร้างผึ้ง" ในแอสฟัลต์ดัดแปลง

จุลสัณฐานวิทยาของแอสฟัลต์พื้นฐานที่ยังไม่ผ่านกระบวนการบ่มและบ่มและกราฟีนดัดแปลงเป็นพัลต์ถูกสอบสวนผ่านทาง AFM ความแตกต่างของไมโครกราฟถูกเปรียบเทียบและวิเคราะห์กลไกการก่อตัวของ "โครงสร้างผึ้ง" แอสฟัลต์ติกและผลกระทบของกราฟีนที่มีต่อ"โครงสร้างของผึ้ง" ถูกกล่าวถึง ข้อสรุปหลักที่ได้รับมีดังนี้: