استفاده از استایرن بوتا دی ان استایرن برای اصلاح خصوصیات قیر-بخش اول
مقدمه
قیر یک مایع ترموپلاستیک، ویسکوالاستیک بوده که در دمای پایین و یا در دوره بارگذاری سریع (زمان بارگذاری کوتاه، فرکانس بارگذاری بالا) دارای خواص یک مایع الاستیک شیشه مانند و در دماهای بالا و در طول بارگذاری آهسته (زمان بارگذاری طولانی، فرکانس بارگذاری کم) دارای خواص مایه ویسکوز است. به‌عنوان یک ماده ویسکوالاستیک، قیر هر دو جزء پاسخ الاستیک و ویسکوز را به نمایش می‌گذارد. علاوه بر آن‌که قیر مسئول رفتار ویسکوالاستیک تمام فرآورده‌های حاصل از خود است، این ماده نقش بسزایی در عملکرد جاده‌ها مانند مقاومت در برابر تغییر شکل دائمی و شکستگی ایفا می‌کند.
استفاده از قیر اصلاح‌شده در ساخت آسفالت جاده‌ها در دهه گذشته توسط مسئولین دولتی و پیمانکاران به‌منظور بهبود طول عمر جاده‌ها در مقابل افزایش ترافیک، رشد بسیار سریعی داشته است. در حال حاضر، پلیمرهایی که اغلب برای اصلاح قیر بکار برده می‌شوند الاستومرهای استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) بوده که همراه با دیگر پلیمرها مانند، استایرن بوتادی ان رابر، اتیلن ونیل استات و پلی اتیلن بهبود خواص قیر بکار می‌روند. استفاده از پلیمرهای مصنوعی برای بهبود و اصلاح عملکرد بایندرهای قیری مرسوم به اوایل سال 1970 میلادی برمی‌گردد. در آن سال‌ها با اصلاح انجام‌شده حساسیت دمایی بایندر کاهش و چسبندگی آن افزایش می‌یافت. در سطح کلی، توزیع انواع مختلف بایندر اصلاح‌شده را می‌توان به‌صورت زیر تقسیم‌بندی کرد:
75 درصد الاستومری
15 درصد پلاستومری
10 درصد خرده تایر بازیافتی و اصلاح‌کننده‌های متفرقه مانند سولفور.
در داخل گروه الاستومری، کوپلیمرهای بلوکی استایرن، پتانسیل بالاتری را در هنگام ترکیب با قیر از خود نشان می‌دهند. دیگر مثال‌های الاستومرهای استفاده‌شده در اصلاح قیر شامل لاستیک طبیعی، پلی بوتادی ان، پلی ایزوپرن، کوپلیمر ایزو بوتن ایزوپرن، پلی کلرو پرن و استایرن بوتادی ان رابر می‌باشد.
کوپلیمرهای سه بلوکی استایرن را به علت توانایی آن‌ها در ترکیب با مواد دارای خواص الاستیک و مواد با خواص ترموپلاستیک، به‌اصطلاح ترموپلاستیک رابر نامیده می‌شوند. این نوع کوپلیمر را می‌توان از فرآیند پلیمریزاسیون متوالی استایرن بوتا دی ان استایرن تولید کرد. روش دیگر پلیمریزاسیون متوالی استایرن در بلوک میانی مونومرهای بوتادی ان به دنبال یک واکنش با عامل جفت کننده است.
ساختار کوپلیمر استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) از زنجیره سه بلوکی استایرن بوتا دی ان استایرن، دارای مورفولوژی دوفازی حوزه‌های بلوک پلی استایرن کروی همراه با ماتریکس پلی بوتادی ان تشکیل‌شده است.
کوپلیمر های استایرن بوتا دی ان استایرن (SBS) قدرت کشش و استحکام خود را از پیوند متقابل مولکول‌ها در شبکه سه‌بعدی دارند. بلوک‌های انتهایی پلی استایرن استحکام را به پلیمر داده، درحالی‌که بلوک‌های ماتریکس لاستیکی پلی بوتادی ان خاصیت ارتجاعی فوق‌العاده‌ای به آن می‌دهد. تأثیر این پیوند متقابل کاهش سریع دمای انتقال شیشه‌ای پلی استایرن (در حدود 100 درجه سانتی‌گراد) است.
