ストロー由来アスファルトの最適化を導くための分子適合メカニズムの解明

科学分野:

• 材料科学; 化学工学; 持続可能な開発

背景:

• 持続可能な開発への需要の高まりが、再生可能なアスファルト添加剤への関心を高めています。; ストロー液化残渣油（SLRO）は、アスファルト改質のための有望なバイオベース材料です。; SLRO-アスファルトの適合性と性能への影響を理解することが重要です。

研究 の 目的:

• SLROとアスファルト間の適合メカニズムを調査すること。; 異なる温度でのアスファルト性能に対するSLRO含有量の影響を評価すること。; バイオアスファルトにおける性能トレードオフの微視的な起源を解明すること。

主な方法:

• 分子間相互作用をモデル化するための分子動力学（MD）シミュレーション。; 動的せん断レオメーター（DSR）および曲げ梁レオメーター（BBR）試験を含むマルチスケール実験技術。; 短期および長期老化後の様々なSLRO含有量（最大10 wt.%）のアスファルトサンプルの分析。

主要な成果:

• MDシミュレーションにより、SLRO 10 wt.%で分子間相互作用とネットワーク凝集がピークに達することが示されました。; DSR試験により、短期老化後の10% SLROブレンドで高温わだち掘れ抵抗が改善されたことが確認されました。; BBR試験により、長期老化後の10% SLROブレンドで低温亀裂抵抗が低下することが明らかになりました。

結論:

• SLRO-アスファルトにおける強化された分子ネットワークは、性能に対して二重の効果を示し、わだち掘れ抵抗を改善する一方で、亀裂抵抗を犠牲にします。; 最適なSLRO含有量は文脈依存であり、高温および低温性能のバランスをとる必要があります。; この調査結果は、持続可能なバイオアスファルトの設計と最適化のためのメカニズム的基盤を提供します。