开发一种新的方法,通过传输显微镜和图像分析量化青杆中的填充剂分散

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 化学工程是化学工程的重要组成部分.
• 土木工程 土木工程是指土木工程.

背景情况:

• 在矿粘合剂中有效的填充剂分散对于青路面的性能和耐用性至关重要.
• 了解填充剂-粘合剂相互作用会影响质的特性和长期稳定性.
• 目前评估分散的方法可能缺乏精度或可扩展性.

研究的目的:

• 引入和验证一种基于显微镜的新,强大的方法,用于分析矿粘合剂中的填充剂分散.
• 量化比较石灰岩 (CaCO2) 和石英 (SiO2) 填充剂在纳夫和石墨的分散行为.
• 研究混合速度和时间对填充剂颗粒大小分布和脱聚的影响.

主要方法:

• 一个定制的实验室设置,可控制温度 (140°C) 和混合速度 (200-1500rpm),用于小规模混合物 (5%填充剂).
• 光学显微镜 (10×镜头) 和ImageJ软件用于粒子细分,等效直径计算和表面分数分布分析.
• 使用D50 (Area50) 和50-100%范围评估分散,评估颗粒大小概况和潜在的过重剪切或聚合.

主要成果:

• 与石灰石填充剂相比,石英填充剂在两种青类型中都表现出更好的分散性.
• 纳弗石表现出更快的脱聚动力学,实现了与石石相比可比或更好的分散.
• 高混合速度 (1500rpm) 导致颗粒破裂,对尺寸分布产生负面影响,并表明潜在的过度剪切.

结论:

• 开发的方法提供了高可重复性 (±1%) 并作为一个可靠的工具来优化的配方.
• 填充剂类型和石化学显著影响分散效率和动力学.
• 了解和控制分散参数是提高路面耐用性和材料性能的关键.