HDI/EPR复合体系协同再生老化SBS改性沥青：性能平衡与自修复潜能研究

针对老化SBS改性沥青(ASBSMA)性能劣化问题，研究人员通过构建六亚甲基二异氰酸酯(HDI)/环氧树脂(EPR)复合修复体系，系统探究了不同修复方法对ASBSMA宏观-微观性能的协同再生机制。研究发现1:2配比的2EHRMA体系能显著恢复SBS三维网络结构（结构恢复率RI达114.07%），并赋予材料持续自修复能力，为耐久性路面材料开发提供新策略。

　　

随着基础设施建设的快速发展，SBS改性沥青(SBSMA)因其优异的抗变形能力和温度适应性成为路面工程的核心材料。然而在热氧紫外作用下，这种材料会经历双重老化：沥青相中轻组分向重组分转化，同时SBS分子链断裂导致物理交联网络破坏。传统再生技术往往仅能调节沥青组分，难以修复断裂的聚合物结构，使得再生材料性能难以达到新建标准。

针对这一技术瓶颈，山西宇通公路材料有限公司等机构的研究人员创新性地提出采用六亚甲基二异氰酸酯(HDI)和环氧树脂(EPR)构建复合修复系统。通过动态剪切流变仪(DSR)和弯曲梁流变仪(BBR)等宏观测试结合傅里叶变换红外光谱(FTIR)等微观表征，发现HDI通过异氰酸酯基(-NCO)与断裂SBS链的羟基/羧基反应形成刚性酰胺键(-CO-NH-)，而EPR在马来酸酐催化下产生柔性醚键(-COC-)。当两者以1:2比例复合时(2EHRMA)，不仅聚苯乙烯指数(I_S)和聚丁二烯指数(I_B)恢复率分别达53.85%和60.22%，更意外发现未反应的环氧基团可作为潜在交联点赋予材料持续自修复能力。这项发表于《Polymer Degradation and Stability》的研究，为开发兼具优异路用性能和自修复功能的再生沥青提供了理论依据和实用方案。

关键技术包括：动态剪切流变测试评估高低温流变性能、FTIR定量分析化学键变化、荧光显微观测SBS相区分布。

主要研究结果

1. 存储稳定性分析：所有再生样品分离指数(S)均保持在[-0.2,0.2]范围，其中环氧大豆油再生样品(ESORMA)表现出最优均匀性(S=-0.0017)。
2. 流变性能平衡：HDI单独修复样品(HRMA)高温抗车辙因子提升46%但低温性能不足；EPR修复样品(ERMA)则呈现相反特性。1:2复合体系(2EHRMA)在0.1kPa应力下展现最佳高温性能，疲劳寿命恢复至老化前的82%。
3. 微观机制解析：FTIR证实HDI重建化学交联网络，EPR增强分子链柔性。2EHRMA的结构恢复率(R_I)高达114.07%，荧光显微显示其SBS相区面积恢复最显著。

研究结论
该研究首次揭示了HDI/EPR复合体系通过"刚性酰胺键+柔性醚键"的协同作用机制：HDI提供的高温稳定性与EPR赋予的低温柔韧性形成互补，未反应环氧基团则构成动态交联网络。这种设计使再生沥青不仅恢复原始性能，更获得超越常规材料的自修复潜能。从工程应用角度看，2EHRMA体系在-24℃的蠕变劲度(S)降低21%，60℃车辙因子提升34%，为寒冷地区路面维护提供了创新解决方案。研究还发现复合体系中残留的环氧基团在热激励下可继续交联，这一特性有望延长路面使用寿命，对推动基础设施可持续发展具有重要意义。