目前，熒光顯微鏡分析是判斷SBS改性瀝青中改性劑分散效果的最常用的一種方法，其原理是通過顯微圖像定性地描述改性劑在瀝青中的相態(tài)、粒子的形狀和大小、分布均勻性等，該方法為定性分析方法，缺少量化結果。近年來，為了實現(xiàn)量化分析，一些學者開展了一些微觀結構量化法研究。其基本原理是在運用熒光顯微鏡觀測SBS改性劑在瀝青相中真實形態(tài)的基礎上，采用數(shù)字化處理所需的硬件設備及功能完善的圖像處理軟件，對SBS改性瀝青微觀結構圖像進行分割、記數(shù)、測量，從而得到具體的量化結果。該方法，圖像后期處理操作復雜，且均勻性的結果受圖像的質量、軟件處理的方法等因素的影響，得到的量化結果系統(tǒng)誤差大，此外因缺少參考值也無法直接使用。

針對上述問題，筆者將采用紅外光譜分析技術，根據(jù)紅外光譜測量原理，提出基于紅外技術的SBS改性瀝青制備均勻性快速評價方法，進而得到可準確量化的評價結果。

試驗選用基質瀝青為殼牌90號A級道路石油瀝青，SBS改性劑為LG501。試驗采用能譜科技ican9傅立葉紅外光譜儀進行樣品紅外光譜的采集，測量模式為9次衰減全反射傅里葉型紅外光譜，波長范圍650～4000cm-1，掃描次數(shù)32次/S，分辨率4cm-1。試驗方案采用3種制備工藝制備SBS改性瀝青，其中SBS改性劑的摻量為5%(基質瀝青質量)。

(1)室內制備工藝一：基質瀝青加熱到170℃，打開低速攪拌加入稱量好的SBS，攪拌5～6mIn，直至SBS全部浸沒到瀝青中，停止攪拌，每隔15mIn，打開攪拌1～2mIn，間斷攪拌共計1h；打開剪切機，10000R/mIn轉速，剪切30～40mIn，溫度保持在180～185℃；保持170℃，低速連續(xù)攪拌1h。

(2)室內制備工藝二：基質瀝青加熱到180～185℃，打開剪切機，4000R/mIm轉速，加入稱量好的SBS，剪切40mIn，溫度保持在180～185℃；打開低速攪拌，分4次加入穩(wěn)定劑，每次加入后攪拌1h，總攪拌時間為4～5h，溫度保持在170℃。

(3)室內制備工藝三：基質瀝青加熱到180～185℃，打開剪切機，5000R/mIn轉速，加入稱量好的SBS，剪切30mIn，溫度保持在180～185℃；打開低速攪拌，一次慢慢加入穩(wěn)定劑，穩(wěn)定劑加入時間為20mIn，總攪拌時間為3h，攪拌溫度為170℃。

制備結束后，在同一制備工藝下，馬上制備平行樣品3個，密封保存，避免因樣品離析造成的測量偏差。隨后逐一進行紅外光譜測試。3種制備工藝下。

紅外光譜，以波長或波數(shù)為橫坐標，以強度或其他隨波長變化的性質為縱坐標所得到的反映紅外射線與物質相互作用的譜圖。紅外光譜分析是有機化合物結構鑒定中的一個重要手段，在有機結構分析，特別是官能團的鑒定方面具有重要作用。

SBS作為典型的聚合物材料，可以通過紅外光譜分析明確探知其在699cm-1處有苯環(huán)單取代吸收峰和966cm-1處有丁二烯反式振動吸收峰。目前，紅外光譜法已成為SBS改性瀝青中SBS檢測分析的重要手段。李煒光等，孫大權等，采用實驗室常規(guī)紅外光譜儀，研究了基質瀝青、SBS及SBS改性瀝青的紅外光譜特征，分析了SBS含量對SBS改性瀝青特征吸收面積的影響。

對于同一物質、同一設備，ε和L為定值，c與A呈正比，因此對于相同的基質瀝青和SBS改性劑制備的SBS改性瀝青樣品，當采用iCAN9傅立葉紅外光譜分析儀進行紅外光譜采集后，可以通過吸光度的變化，來鑒別改性瀝青中SBS含量的變化幅度。李煒光等和孫大權等就是通過LAmBeRT-BeeR定律來進行改性瀝青中SBS含量的檢測。

利用LAmBeRT-BeeR定律，還可以分析SBS改性劑在瀝青基體中的分散均勻性。在同一制備工藝下，一組平行試樣中SBS紅外特征峰處吸光度的變化幅度即標準差越大，則說明一組平行試樣的SBS濃度差別大，即SBS在瀝青中的分散均勻性越差；反之，吸光度的標準差越小，則說明一組平行試樣的SBS濃度差別小，即SBS在瀝青中的分散均勻性越好。此外，同一改性瀝青樣品的吸光度標準差直接可以作為SBS在瀝青中分散均勻性定量分析結果。

可以看出，在4000～650cm-1波數(shù)范圍內，一組平行樣的紅外光譜圖基本不變。根據(jù)SBS特征峰的位置：699cm-1處有苯環(huán)單取代吸收峰和966cm-1處有丁二烯反式振動吸收峰。將樣品的紅外光譜圖在1300～650cm-1范圍內放大。可以看出，工藝一制備出的SBS改性瀝青一組平行樣的紅外光譜圖紅外吸收峰出現(xiàn)了明顯的分離，紅外吸收峰的高低與吸光組分在樣品中的濃度成正比關系，因此該處平行樣品吸附峰間的分離度越大，則表明SBS在瀝青中的濃度差別越大，也就是該工藝的制備均勻性越差。工藝三制備出的SBS改性瀝青一組平行樣的紅外光譜圖紅外吸收峰也出現(xiàn)了分離，但分離程度小于工藝一。工藝二制備的SBS改性瀝青一組平行樣的紅外光譜圖紅外吸收峰基本沒有分離。因此，工藝二制備的SBS改性瀝青中SBS的濃度差別最小，其制備均勻性最好。

為了得到制備均勻性的量化結果，將一組平行樣每一個波數(shù)處的吸光度進行標準偏差計算，以波數(shù)為橫坐標，標準偏差為縱坐標作圖。

可以看出，結果一致，工藝一制備的一組平行樣的吸光度標準偏差最大，工藝二次之，工藝三制備的一組平行樣的吸光度標準偏差最小。從原始數(shù)據(jù)中查的波數(shù)為699cm-1和966cm-1處的吸光度標準偏差。

可以看到，在699cm-1處和966cm-1處工藝二制備的SBS改性瀝青一組平行樣的吸光度標準偏差分別為0．531%和0．114%，明顯低于工藝一和工藝三制備的SBS改性瀝青一組平行樣的吸光度標準偏差。由表2可知，SBS中，苯乙烯含量為31%，丁二烯含量為69%，根據(jù)S段和B段的質量百分比，計算SBS吸光度標準偏差?？梢钥吹?，工藝二制備的SBS合成標準偏差為0．243%，僅為工藝三制備的SBS合成標準偏差的30%，為工藝一制備的SBS合成標準偏差的23%。該結果可以直接表示不同制備工藝下，SBS在瀝青中分散均勻性的標準偏差。

對于單一樣本的均勻性的衡量，考慮采用改性瀝青用的基質瀝青一組樣本紅外譜圖的標準偏差來做為閾值來進行均勻性評估。基質瀝青一組樣本的標準偏差主要來源于儀器噪聲產生的偏差和基質瀝青自身的不均勻性產生的偏差，如果改性瀝青的標準偏差在這個范圍內，則表明樣本的均勻性優(yōu)異。

因為基質瀝青在966cm-1和699cm-1處不出峰，所以將基質瀝青整個指紋區(qū)(波數(shù)范圍在1330～650cm-1)的平均標準偏差作為閾值進行改性瀝青單樣本的均勻性評估。

圖10是制備改性瀝青用的基質瀝青一組平行樣吸光度標準偏差圖。該樣本指紋區(qū)吸光度的平均標準偏差為0．289%，工藝二制備的SBS改性瀝青在699cm-1處和966cm-1處的吸光度的合成標準偏差為0．243%，小于基質瀝青指紋區(qū)吸光度的平均標準偏差，說明其分散均勻性優(yōu)異。

(1)針對現(xiàn)有SBS在改性瀝青中的分散性的測試方法單一，定量分析困難，精準度差的問題，根據(jù)SBS改性瀝青中SBS檢測的研究進展，提出了基于紅外光譜分析的SBS改性瀝青制備均勻性檢測方法。

(2)通過LAmBeRT-BeeR定律和SBS在紅外光譜明確的紅外特征峰，從理論上闡述了采用紅外光譜分析法定量分析SBS在改性瀝青中分散均勻性的可行性，通過測量一組平行試樣中SBS紅外特征峰處吸光度的變化幅度即標準差來直接定量表征SBS在改性瀝青中的分散均勻性。

(3)采用3種工藝制備SBS改性瀝青，通過ATR-FTIR測試，可以明顯看出3種制備工藝在1300-650cm-1波長范圍內一組平行樣的吸光度變化幅度明顯不同，通過計算平行樣在699cm-1處和966cm-1處的吸光度的標準偏差，并根據(jù)SBS中S段和B段的質量百分比，可以直接量化出改性瀝青中SBS吸光度的標準偏差，進而量化出SBS在改性瀝青中分散均勻性的標準偏差。并且以改性瀝青用基質瀝青樣本在指紋區(qū)吸光度的平均標準偏差作為閾值，可以直接對SBS在改性瀝青中的分散均勻性進行定量評估。該方法操作簡單，測試時間短，測量結果具有較高的精度。目前只對剛剛制備出的改性瀝青進行分散均勻性研究，對于不同貯存時間下改性瀝青中SBS分散均勻性的檢測將在今后的研究工作中開展。

（4）能譜科技致力于傅立葉紅外光譜儀，紅外測油儀，粉塵游離二氧化硅分析儀的研發(fā)生產銷售多元化高新技術企業(yè)；無論是常規(guī)檢查，還是用于前沿科學研究，在這您一定能找到合適您的理想工具。