废食用油基再生剂对老化沥青物化性能的影响文献综述
2020-04-19 21:06:55
废食用油是指烹饪过程与食品加工中产生的废弃油脂,包括煎炸废油、餐饮废油和地沟油。众所周知,我国的饮食特点复杂而多样,而食用油是日常饮食中不可或缺。进入21世纪以来,我国食用油人均消费水平增长迅速。据统计,2016年中国消耗食用油脂约3000万吨,其中15%约450万吨成为废弃油脂。持续上涨的食用油价吸引了商人去千方百计把这种废油提取出来,并利用一定的土法技巧将其加工成食用油脂,达到以假乱真的程度,于是市场上流入了很多“地沟油-食用油”,让消费大众胆战心惊[1]。因为非法提炼的“地沟油”中含有大量细菌和病毒,且餐饮废油在高温状态下长期反复使用,与空气中的氧接触,发生水解、氧化、聚合等复杂反应,致使油黏度增加、色泽加深、过氧化值升高,并产生一些醛、酮、内酯等有刺激性气味的物质,其中的黄曲霉素是目前发现高致病性化学致癌物质,其毒性是砒霜的100倍[2]。用“地沟油”加工生产的食品中就含有大量对人体有害的苯类成分及许多其它致癌物质,长期食用可导致肝癌、胃癌、肾癌、肠癌、乳腺癌、卵巢 癌等多种癌症发生。随着废食用油数量的蒸蒸日上,滥用废食用油的现象屡禁不止,同时人们对能源消费的需求也在增加,重视废食用油的管理和再利用很有必要。
目前,我国对废油脂(地沟油)的综合利用主要有3种方式:一是对地沟油进行简单加工提纯,直接作为低档的工业油酸、硬脂酸和工业油脂等,这种利用方式利用率低,会产生二次污染;二是将地沟油醇解制取生物柴油(脂肪酸甲酯),这种利用方式反应时间长,也会产生二次污染;三是用于道路工程领域,但是其研究还处于初级阶段,对于废食用油的处理还无相关的技术标准[3]。
沥青作为一种重要的建筑材料,目前已广泛应用于道路建设、防水材料以及绝缘材料等领域。在道路工程领域,世界各国已建高速公路中,沥青路面占80%以上;截止 2017 年底,我国高速公路已达 13 万公里,其中 90%以上为沥青路面。沥青老化是影响沥青路面服役行为的一个重要因素,沥青在贮存、运输、加工、热拌、施工以及使用的过程中,不可避免的将长时间暴露在空气中,在风雨、温度变化、车辆荷载、光照、氧等外界因素的综合作用下,会发生一系列的物理变化和化学变化(蒸发、脱氢、缩合和氧化等),而使沥青的化学组成和结构也发生变化,最终使沥青逐渐硬化、变脆、开裂,从而使沥青不能继续发挥其原有的作用[4-6]。沥青所表现出的这种胶体结构或物理化学性质或力学性能上的不可逆变化就是沥青老化。
国外从上世纪 70 年代石油危机就已经开始研制再生剂,特别是美国已有许多再生剂成功应用于路面再生,50%的路面都是采用再生沥青混合料,再生沥青混凝土路面在使用性能和寿命上不比所谓的新沥青混凝土路面差[11]。我国上世纪 80 年代才开始尝试研制沥青再生剂,但再生后的沥青稳定性普遍偏差。目前再生剂主要可以分为三类:抽出油、废油类,树脂油分合成类及复合再生剂。再生剂在研发和推广上存在两个主要问题:首先再生剂的生产成本偏高,还不如直接采用新沥青进行重新铺筑获得的效益高[7];其次是再生剂中不可避免的含有大量的轻质油组分,造成再生沥青的感温性、稳定性及抗老化性较差,而必须加入一定的添加剂使其性能得到改善。
废食用油中含有大量芳香分,与沥青中成分相似,而沥青老化后其芳香分比例下降,造成其性能劣化。根据“组分调节”理论,可以将沥青用于沥青的改性和再生[10]。由于我国的饮食特点,来自不同地域的废食用油其成分也不相同,因此废食用油再生沥青的有效组分需要进一步研究。因此就,将废食用油分成不同的组分进行研究其再生沥青的性能意义重大。
因此,本文将废食用油通过精馏后得到的轻质组分对沥青进行再生,而直接将废食用油用于沥青的再生将会产生挥发,影响再生沥青的耐老化性能。将非食用有、增塑剂、增粘树脂对沥青进行复合再生[8]。
{title}2. 研究的基本内容与方案
{title}2.1基本内容
(1)将废食用油中轻质组分、增塑剂、增粘树脂按不同比例制得废食用油基沥青再生剂,最终确定最优配比;
(2)制备老化沥青,将制得的再生剂加入到老化沥青中,制备不同掺量的再生沥青;
(3)将制得的废食用油基再生沥青进行物理性能(针入度、软化点、延度、黏度)测试;