本研究旨在阐明氧化石墨烯(GO)与苯乙烯-丁二烯-苯乙烯(SBS)改性沥青的相互作用机理。本文以0.1 wt%、0.3 wt%和0.6 wt%的GO为原料制备了GO/ SBS改性沥青。采用动力学分析(DMA)试验对沥青的粘弹性特性进行了表征。采用荧光显微镜和原子力显微镜(AFM)观察内部结构和界面增强。采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)技术，根据官能团的变化来确定一些化合物是否从沥青基中被去除。此外，还进行了分子动力学模拟了解被试，并对实验进行性能评估。研究结果解释了GO与SBS-改性沥青的相互作用机理，为改性沥青聚合物材料设计的性能评估提供了多尺度的见解。
 
 
图1. GO/SBS改性沥青的制备。
 
 
图2. 本研究的技术路线。
 
 
图3. 沥青的分子模型;绿色代表C，白色代表H，蓝色代表N，黄色代表S，红色代表O。
 

图4. (a) SBS和(b)GO的分子模型，靛蓝代表C，白色代表H，红色代表O。
 
 
图5. (a)沥青分子数和(b)实验测量结果。
 
 
图6. (a)原始沥青、(b)SBS–改性沥青、(c)GO/ SBS–改性沥青的分子模型。靛蓝代表C，白色代表H，蓝色代表N，黄色代表S，红色代表O。
 
  
图7. 分子动力学模拟中GO/ SBS–改性沥青的(a)能量、(b)温度和(c)密度的变化 。
 
  
图8. 原始沥青、SBS–改性沥青和GO/ SBS–改性沥青的(a)阻尼因子、(b)复模量和(c)车辙因子。 
 

图9. 原始沥青、SBS改性沥青和三种GO/SBS改性沥青的Jnr和R值。
 
 
 
图10. (a)SBS改性沥青、(b)0.1% wt%的GO/SBS-改性沥青、(c)0.3% wt%的GO/SBS-改性沥青、(d)0.6% wt%的GO/SBS-改性沥青的荧光显微图。
 
 
图11. (a)原始沥青、(b)SBS-改性沥青和(c)0.3 wt%的GO/SBS-改性沥青的AFM图像。
 
  
图12. 原始沥青、SBS-改性沥青和0.3 wt% GO/SBS-改性沥青的FTIR结果。
 
 
图13. SBS-改性沥青和GO/SBS-改性沥青成分相互作用形态(a-d显示了SBS-改性沥青体系和e–h显示GO/SBS-改性沥青系统,a和e是SBS聚合物和SBS沥青烯,b和f是SBS聚合物和SBS树脂、c和g为SBS聚合物和SBS芳香族化合物,d和h为SBS聚合物和SBS饱和脂肪酸)。
 
 
图14.(a)原始沥青、(b)SBS–改性沥青和(c)GO/SBS–改性沥青的MSD图及(d)扩散系数。
 
        相关研究成果由河南工业大学土木工程学院Kui Hu等人于2021年发表在Materials & Design (https://doi.org/10.1016/j.matdes.2021.109901)上。原文：Multi–scale enhancement mechanisms of graphene oxide on styrene– butadiene–styrene modified asphalt: An exploration from molecular dynamics simulations。

转自《石墨烯研究》公众号