沥青混合料是一种温度敏感性材料,沥青路面存在诸多与温度相关的病害,如低温开裂、车辙、推移、拥包等。这些因为温度产生的路面病害,不仅严重影响道路服役性能和使用寿命,同时也极大增加了道路养护维修的成本。
相变材料(简称PCMs)在相变过程中能够吸收或放出大量热量,并在此过程中PCMs自身的温度基本可保持恒定。PCMs由于其独特的性能特点,在太阳能利用、建筑、纺织、电子器件等领域具有广阔的应用前景。在道路工程领域,通过在沥青混合料中添加PCMs,可以有效减轻沥青路面的温度病害,提高沥青路面的使用性能,降低长期服役过程中的养护维修成本,具有巨大的经济和社会效益。
目前行业内广泛使用的热拌沥青混合料需要在高温下机械拌和与振动碾压成型,能够满足应用需求的路用PCMs除了应具有适宜的相变温度外,还应该具备较高的相变潜热、优良的耐热性能、可长期循环使用、安全环保、价格低廉等特征。这些要求限制了PCMs在沥青路面中的大规模应用。
研究团队针对PCMs在道路工程领域的应用难点,在长期研究工作的基础上,目前已成功研发出适用于与热拌沥青混合料的高性能相变颗粒,除了相变温度可根据需要灵活调节外,还具有较高的相变潜热、优良的耐热性能、可长期循环使用、安全环保、价格低廉、制备工艺成熟稳定等特征。
基于优良的产品性能和已经授权的核心发明专利,团队期望能与相关企业开展灵活多样的合作,在研发的高性能相变材料大规模应用的基础上,实现互利共赢。
为了研发能够实际应用的PCMs,在最初的物理吸附相变材料基础上,逐步研发出复合定型相变材料颗粒、相变微胶囊、微胶囊复合相变材料颗粒、NiTi合金相变材料颗粒、聚氨酯固-固相变材料颗粒等一系列路用PCMs。在对PCMs长期的研究基础上,最终通过分子结构设计和性能调控,成功制备出了目前的高性能相变颗粒,不仅性能优异、成本低廉,而且可根据实际应用需要进行性能指标的灵活调节,具备了大规模应用的巨大潜力。
目前行业内广泛使用的热拌沥青混合料需要在高温下机械拌和与振动碾压成型,能够满足应用需求的路用PCMs除了应具有适宜的相变温度外,还应该具备较高的相变潜热、优良的耐热性能、可长期循环使用、安全环保、价格低廉等特征。
道路行业对材料的需求巨大,因此如何制备成本和性能兼顾的路用PCMs,是PCMs能够推广应用的前提。目前在道路领域,广泛使用的PCMs是基于物理吸附制备得到,虽然成本低廉,但是技术性能难以满足应用的需要。研究团队针对路用PCMs的研发,最早也是从物理吸附的角度开始研究制备,但是技术性能始终不能令人满意,无法达到实际应用的需要。为了研发能够实际应用的PCMs,在最初的物理吸附相变材料基础上,逐步研发出复合定型相变材料颗粒、相变微胶囊、微胶囊复合相变材料颗粒、NiTi合金相变材料颗粒、聚氨酯固-固相变材料颗粒等一系列路用PCMs。在对PCMs长期的研究基础上,最终通过分子结构设计和性能调控,成功制备出了目前的高性能相变颗粒,不仅性能优异、成本低廉,而且可根据实际应用需要进行性能指标的灵活调节,具备了大规模应用的巨大潜力。
温度病害是沥青路面的主要病害之一,在防治沥青路面病害方面投入的资金几乎为天文数字。路用PCMs具备温度调控功能,将路用PCMs掺入沥青混合料,可以有效防治沥青路面的温度病害,在市场推广方面具备天然的优势。目前市场推出的路用相变材料产品性能单一,不能针对不同的需求定制产品,因此在推广应用方面存在较大的阻力。
研究团队研发的高性能相变颗粒,不仅性能优异,还可以根据不同地区的情况进行产品定制,有针对性的解决不同地区沥青路面的温度病害。
温度病害是沥青路面的主要病害之一,在防治沥青路面病害方面投入的资金几乎为天文数字。路用PCMs具备温度调控功能,将路用PCMs掺入沥青混合料,可以有效防治沥青路面的温度病害,在市场推广方面具备天然的优势。目前市场推出的路用相变材料产品性能单一,不能针对不同的需求定制产品,因此在推广应用方面存在较大的阻力。研究团队研发的高性能相变颗粒,不仅性能优异,还可以根据不同地区的情况进行产品定制,有针对性的解决不同地区沥青路面的温度病害。
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