生物质材料合成环氧沥青(国家自然科学基金).doc
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国家自然科学基金申请书
申请代码：
受理部门：
收件日期：
受理编号：
第15页版本1.003.888
国家自然科学基金
申请书
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资助类别：
亚类说明：
附注说明：
项目名称：
申请者：
电话：
依托单位：
通讯地址：
邮政编码：
单位电话：
电子邮件：
申报日期：
2006年3月1日
国家自然科学基金委员会
基本信息7IeOqrU/
申请者信息
姓名
性别
女
出生
年月
1958年8月
民族
回族
学位
硕士
职称
研究员
主要研究领域
森林化学
电话
025-85482453
电子邮件
xiajianling@
传真
025-85482454
个人网页
工作单位
中国林业科学研究院/林产化学工业研究所
在研项目批准号
依托单位信息
名称
代码
10009101
联系人
秦全胜
电子邮件
qqsh@
电话
010-62889067
网站地址
合作单位信息
单位名称
代码
40006703
项目基本信息
项目名称
资助类别
面上项目
亚类说明
自由申请项目
附注说明
申请代码
C02060103:
森林化学
基地类别
预计研究年限
2006年1月—2008年12月
研究属性
应用基础研究
摘要
（限400字）：
环氧沥青混凝土为强度高、耐候性和耐腐蚀性好的路面材料。
美国60年代就用于高强路面的铺装。
因环氧体系与沥青体系不相容这一技术壁垒，国内至今不能生产该材料。
但需求量与日俱增。
南京长江二桥、三桥及润扬大桥等桥面铺装均采用美国的材料。
近年来国内对环氧沥青混凝土铺装工程研究较多，但对其制备研究未见报道。
本研究目的是以生物质资源等为原料创新合成环氧树脂分散到沥青中的绿色化学品相容剂，探求环氧沥青混合与固化反应机理，筛选使环氧沥青固化体系力学性能及可操作性均佳的固化剂。
通过对环氧沥青混凝土材料性能研究，找出提高路面的抗车辙能力、低温变形能力以及耐久性的途径。
本研究关键是绿色化学品相容剂的合成并解决石油沥青和环氧树脂的相容性问题;探讨固化剂的结构对固化体系性质的影响;探讨环氧树脂/石油沥青互穿网络结构对固化体系性质的影响.本研究对于打破国外技术垄断，促进优质环保高强度路面材料在我国应用具有重要的指导意义。
关键词（用分号分开，最多5个）
生物质资源；环氧沥青混凝土；相容剂；结构与性能
项目组主要成员（注:
项目组主要成员不包括项目申请者，国家杰出青年科学基金类项目不填写此栏。
）
编号
姓名
出生年月
性别
职称
学位
单位名称
电话
电子邮件
项目分工
每年工作时间（月）
1
1966-2-8
男
副研究员
博士
中国林业科学研究院林产化学工业研究所
025-85482529
niexiaoan@
结构与性能的研究
6
2
1965-7-19
男
研究员
博士
重庆交通科研设计院
023-62458777
chenshizhou@
环氧沥青混凝土性能
6
3
1979-12-9
女
助理研究员
硕士
重庆交通科研设计院
023-62458777
caoxuejuan@
环氧沥青混凝土分析
8
4
1982-04-21
男
硕士生
学士
中国林业科学研究院林产化学工业研究所
025-85482453
maotsedong@
合成和微观构相的研究
10
5
6
7
8
9
总人数
高级
中级
初级
博士后
博士生
硕士生
5
3
1
1
说明:
高级、中级、初级、博士后、博士生、硕士生人员数由申请者负责填报（含申请者），总人数自动生成。
经费申请表（金额单位：
万元）
科目
申请经费
备注（计算依据与说明）
一.研究经费
23.3000
1.科研业务费
7.3000
（1）测试/计算/分析费
2.3000
电子显微镜试验；小角X射线衍射试验；傅里叶红外试验；材料力学性能测试等
（2）能源/动力费
1.5000
水、电费等，按投入2间实验室
（3）会议费/差旅费
1.7000
按4-5人次，平均差旅费用为2500-3000元/人次，会务费800元/人次
（4）出版物/文献/信息传播费
1.3000
资料费、论文版面费、专利申请费
（5）其它
0.5000
与合作单位交流、通讯费等
2.实验材料费
4.5000
（1）原材料/试剂/药品购置费
4.0000
原材料、化学试剂、专业玻璃仪器等
（2）其它
0.5000
原材料采集、运输及其它不可预见费
3.仪器设备费
4.2000
（1）购置
3.5000
购置气相色谱仪一台及配件
（2）试制
0.7000
自制材料力学试验辅助配件
4.实验室改装费
0.3000
按实验要求调整改造实验室费用
5.协作费
7.0000
合作单位研究经费
二.国际合作与交流费
2.0000
1.项目组成员出国合作交流
2.0000
按1人次出国参加国际会议或进行学术计术交流
2.境外专家来华合作交流
三.劳务费
3.2000
研究生劳务费等
四.管理费
1.5000
房屋占用费及大型仪器使用费等（按5%计）
合计
30.0000
与本项目相关的
其他经费来源
国家其他计划资助经费
0.0000
其他经费资助（含部门匹配）
0.0000
其他经费来源合计
0.0000
报告正文
（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）
1、项目的立项依据（附主要的参考文献目录）。
环氧沥青是将环氧树脂加入沥青中，经与固化剂发生固化反应，形成不可逆的固化物，其固化反应使沥青从热塑性转变为热固性，因此环氧沥青具有比普通沥青优异得多的物理、力学性能，如高强度、优良的抗疲劳性能、良好的耐久性及抗老化性能等[1]。
通常再加入一定量石料组成环氧沥青混凝土。
欧美国家对这种高性能的材料早在20世纪60年代就开始进行研究，并已得到广泛应用。
如1967年美国旧金山的SanMeteoHayard大桥、1980年澳大利亚建造的WestGate大桥、法国的Blois公路路面、卡塔尔首都机场道面防滑层等都采用了这种环氧沥青混凝土。
由于这种沥青混凝土配制技术难度较大，在国外多属专利而不予公开[2]。
随着我国经济的发展，桥梁道路建设对于建筑材料的性能要求也越来越高，这种新型材料的需求量势必越来越大。
2000年9月，我国的南京长江二桥桥面铺装[5]、2004年7月，润扬大桥钢桥面铺装[6]、2005年7月，南京长江三桥桥面铺装均使用美国进口环氧沥青混凝土材料，通车至今路面质量精良，无病害产生。
其铺装层可以满足15年内无大修的要求。
具有一次固化后再次加热也不会软化的特性，其抗拉强度和延伸率远远优于普通沥青[7]。
如果国产材料能够取代进口，按照一座普通大桥使用4000-6000吨材料计，每吨材料2万元，十座桥就可为我国节约外汇10亿元。
直接将环氧树脂和固化剂加入沥青中，是不能形成高强度材料的。
因为环氧树脂与石油沥青不能相互溶解。
不仅如此，石油沥青还起着阻隔作用，妨碍环氧树脂形成胶结强度。
因此需要一种相容剂来帮助环氧树脂与石油沥青互溶，这样才能使环氧沥青混合料具备固化成实用材料的条件。
国内该项研究基本处于起步阶段,对进口环氧沥青混凝土的性质和铺装技术的研究比较多。
1992年，上海市政工程管理处和同济大学吕伟民老师等人联合对环氧沥青混凝土材料进行了研究，1994年，在上海龙吴路石龙路口进行了试验路的铺筑[3]，但由于受到相容剂和固化剂等材料的限制，95年后没有进行更深入的研究和更广泛的应用。
目前国内对环氧树脂与固化剂的研究已经飞速发展，但环氧树脂和沥青的相容性仍没有解决。
还没有自主开发出一种环保的相容剂，因此大大阻碍了环氧沥青混凝土的研究与应用。
2005年南京大学王治流[4]教授用红外光谱法对进口环氧沥青在固化前、后化学基团的变化作了跟踪分析，得出的结论是进口环氧沥青使用的固化剂是二元酸酐。
脂肪酸是十分廉价的生物质资源，其价格仅4000元/吨左右，而且原料来源丰富。
由于它们的高附加值产品品种不多，就使得其经济效益远没充分发挥出来。
如何利用我国丰富的生物质资源合成出质优价廉且开拓市场应用领域的新材料的探索性研究，是本课题需要解决的一个重要问题。
21世纪化学发展的核心问题是绿色化学的发展，这是化学研究的前沿。
它的特点就是通过化学转化获取新物质的过程中充分利用每一个原料的原子，实现“零排放”。
如何合成可用于环氧沥青混凝土的绿色化学品是本课题需要解决的另一个重要问题。
本项研究着眼于“创新”、“绿色”两原则展开，以我国丰富的生物质资源等为原料合成环氧树脂均匀分散到沥青中的绿色化学品相容剂，探索环氧沥青混合与固化反应机理，筛选使环氧沥青固化体系力学性能及可操作性均佳的固化剂。
通过对环氧沥青混凝土材料性能研究，找出提高路面的抗车辙能力、低温变形能力以及耐久性的途径。
本研究关键是绿色化学品相容剂的合成并解决石油沥青和环氧树脂的相容性问题。
探讨环氧树脂/石油沥青互穿网络的结构对固化体系性质的影响。
本研究对于打破国外技术垄断，促进优质、环保、高强度路面材料在我国应用具有重要的指导意义。
1．BildS.ContributiontotheImprovementoftheDurabilityofAsphaltPavementonOrthotropicSteelBridgeDecks.Achen:
RWTHAchen.1985
2．Modifiedasphalt-epoxyresincompositionUSP4,499,215
3．沥青混凝土材料的研究工作报告与研究报告，上海市市政工程管理处，同济大学道路与交通工程系
4．王治流.红外光谱法对环氧沥青固化机理的研究。
高分子材料科学与工程。
2005.5.
5．
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