مائکرومورفولوجی میں تبدیلیاں اور اسفالٹ کے نمونوں کے اہم عنصر کے مواد

از راہ کرم رابطہ کریںoscar.xiao@wecistanche.comمزید معلومات کے لیے

خلاصہ:اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو کم کرنے اور اسفالٹ فرش کی تعمیر کے دوران نقصان دہ اتار چڑھاؤ کی مقدار کو کم کرنے کے لیے، ایک نیا جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ تیار کیا گیا تھا۔ چونکہ اتار چڑھاؤ بنیادی طور پر اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران سیچوریٹس اور آرومیٹکس سے خارج ہوتا تھا، اس لیے توسیع شدہ گریفائٹ (EG) کو اینٹی ایجنگ کی تیاری کے لیے میگنیشیم ہائیڈرو آکسائیڈ (MH) اور کیلشیم کاربونیٹ (CaCO3) نینو پارٹیکلز کو لوڈ کرنے کے لیے ایک مستحکم ایجنٹ کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ بالترتیب saturates اور aromatics کے ایجنٹ۔ تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ سے پہلے اور بعد میں سیچوریٹس اور آرومیٹکس سے خارج ہونے والے تھرمل استحکام اور اتار چڑھاؤ والے اجزاء کو isothermal Thermogravimetry/Differential Scanning Calorimetry-Fourier Transform Infrared Spectrometer test (TG/DSC-FTIR ٹیسٹ) کا استعمال کرتے ہوئے نمایاں کیا گیا تھا۔cistanche UKٹیسٹ کے نتائج بتاتے ہیں کہ EG/MH اور EG/CaCO کے اینٹی ایجنگ ایجنٹ، اسفالٹ میں روشنی کے اجزاء کے اتار چڑھاؤ کو مؤثر طریقے سے روکتے ہیں اور سیچوریٹس اور ارومیٹکس کے تھرمل استحکام کو بہتر بناتے ہیں۔ پھر، EG، MH، اور CaCO کے تناسب؛ EG/MH/CaCO3 کے تیار کردہ جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ میں شامل کیے گئے وزن کے لحاظ سے 2:1:3 ہیں۔ EG/MH/CaCO اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو روکنے پر ایک ہم آہنگی کا اثر ادا کرتا ہے، اور EG/MH/CaCO کے بعد تھرمل-آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران نقصان دہ اتار چڑھاؤ کی مقدار کو کم کرتا ہے۔ 10 wt کے مجوزہ مواد پر اسفالٹ میں شامل کیا جاتا ہے۔ فیصد . MH اور CaCO کے ساتھ ہم آہنگی کا کردار ادا کرتا ہے، زنجیر کے رد عمل کو روکنے کے لیے نینو پارٹیکلز، اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو روکتا ہے۔

مطلوبہ الفاظ:اسفالٹ تھرمل آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے؛ جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ؛ غیر مستحکم اجزاء؛ ہم آہنگی کا اثر

مزید جاننے کے لیے براہ کرم یہاں کلک کریں۔

1. تعارف

اسفالٹ ہائیڈرو کاربن اور غیر ہائیڈرو کاربن مرکبات کا مرکب ہے جس میں بہت پیچیدہ اجزاء ہوتے ہیں۔ اسفالٹ چین میں فرش انجینئرنگ کے لیے سب سے زیادہ استعمال ہونے والے بائنڈر مواد میں سے ایک ہے۔ تاہم، اسفالٹ فرش کی تعمیر اور سروس کی زندگی کے دوران یہ عمر بڑھنے کا خطرہ ہے۔ جب گرمی، سورج کی روشنی، آکسیجن اور نمی کا سامنا ہوتا ہے، تو اسفالٹ سخت ہو جاتا ہے، جس کے نتیجے میں فرش کی پریشانیوں کا ایک سلسلہ شروع ہو جاتا ہے جیسے کہ دراڑیں، ریولنگ، گڑھے وغیرہ۔ مزید یہ کہ؛ جاری ہونے والے غیر مستحکم نامیاتی مرکبات قدرتی ماحول اور تعمیراتی کارکنوں کی صحت کے لیے نقصان دہ ہیں جب اسفالٹ کا تھرمل آکسیڈیٹیو رد عمل زیادہ درجہ حرارت پر ہوتا ہے [2]۔ اسفالٹ فرش کی تعمیر اور خدمت کے عمل میں تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ موجود ہے، بشمول مکسنگ، ہموار، رولنگ، اور سروس اسٹیج [3,4]۔ اس طرح، اسفالٹ فرش کی سروس لائف کو طول دینے کے لیے کچھ موثر اینٹی ایجنگ ایجنٹس تیار کیے گئے ہیں۔ مختلف ترمیم کاروں کو شامل کرکے اسفالٹ کی عمر بڑھنے کی مزاحمت کو بہتر بنانے کے لیے بھی کچھ کوششیں کی گئی ہیں۔ اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کی نشوونما کو عام طور پر اینٹی آکسیڈینٹس، لائٹ اسٹیبلائزرز اور ہیٹ اسٹیبلائزرز [5,6] کے نقطہ نظر سے سمجھا جاتا ہے۔ کاربن بلیک، مونٹموریلونائٹ، اینٹی آکسیڈینٹ، الٹرا وائلٹ جاذب (یو وی اے) وغیرہ عام طور پر اسفالٹ کی تھرمل اور فوٹو آکسیڈیٹیو ایجنگ کو روکنے کے لیے بطور اضافی استعمال ہوتے ہیں [6]۔ تہہ دار غیر نامیاتی سلیکیٹس پر مشتمل ایک کثیر جہتی نینو میٹریل کو تھرمل اور فوٹو آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کی مزاحمت [7,8] کو ہم آہنگی سے بہتر بنانے کے لیے استعمال کیا گیا ہے۔ زرے-شہابادی وغیرہ۔ [9] نے پایا کہ نانوکلے کے اضافے سے اسفالٹ کی چپکنے والی صلاحیت میں اضافہ ہوا، اور اسفالٹ کی اینٹی ایجنگ، اینٹی رٹنگ، اور اینٹی تھکاوٹ خصوصیات میں بہتری آئی۔ حال ہی میں، EG پر زیادہ توجہ دی گئی ہے کیونکہ یہ ایک نئی قسم کا میسوپورس کاربن مواد ہے اور اس میں حرارت کی منتقلی اور جذب کرنے کی خصوصیات زیادہ ہیں [10]۔ جب دوسرے ادسوربینٹس کے ساتھ موازنہ کیا جائے تو، EG اپنے غیر محفوظ ڈھانچے کے ساتھ ساتھ بہترین حرارت اور بڑے پیمانے پر منتقلی کی کارکردگی [11-13] کی وجہ سے تیل کو جذب کرنے اور ٹھیک کرنے کی مضبوط صلاحیت کو ظاہر کرتا ہے۔cistanche wirkungنتیجے کے طور پر، ای جی کو خوشبو، سیچوریٹس اور اسفالٹ میں بہتر طور پر منتشر کیا جاسکتا ہے۔ اس کے علاوہ، ای جی تیل اور نامیاتی چھوٹے مالیکیولز کو جذب کرنے میں آسان ہے، جو سیچوریٹس اور ارومیٹکس کے اینٹی ایجنگ ایجنٹس کے کیریئر کے طور پر استعمال کرنے کے لیے موزوں ہے [11]۔ مزید برآں، یہ معلوم ہوتا ہے کہ نینو میٹریل کی کم از کم ایک جہت 1-100 nm کی نانوسکل رینج میں ہے۔ نینو کرسٹل لائن ذرات کی سطح پر ایٹموں کی کل تعداد اور ایٹموں کی تعداد کا تناسب ذرہ کے سائز میں کمی کے ساتھ تیزی سے بڑھتا ہے، جو مادی خصوصیات میں مزید تبدیلیوں کا سبب بنتا ہے[14]۔ حالیہ برسوں میں، مزید غیر نامیاتی نانو میٹریلز کو اسفالٹ موڈیفائر کے طور پر استعمال کیا گیا ہے [14,15]۔ MH اور CaCO نینو پارٹیکلز اکثر پولیمر مواد کے تھرمل استحکام کو بہتر بنانے کے لیے استعمال کیے جاتے تھے [16-18]۔

Cistanche بڑھاپے کو روک سکتا ہے۔

MHnanoparticle، ایک قسم کے اعلی موثر شعلہ retardant کے طور پر، مضبوط تھرمل استحکام اور دھواں دبانے کی خصوصیات رکھتا ہے [19,20]۔ MH نینو پارٹیکلز نینو کرسٹلائزیشن کے بعد حجم کا اثر اور کوانٹم سائز کا اثر دکھاتے ہیں، جو MH اور اسفالٹ کے درمیان مطابقت کو بہتر بناتا ہے۔ MH کا بھی ایک خاص جذب اثر ہوتا ہے [21-23]۔ مزید برآں، MH الکلائن ہے، جو نہ صرف بھرنے، جذب کرنے، اور تھرمل استحکام کو بہتر بنانے میں کردار ادا کر سکتا ہے بلکہ کچھ تیزابی گروہوں یا گیسی مصنوعات کو بھی بے اثر کر سکتا ہے، جیسے -COOH، SO2، وغیرہ۔ [24]۔ وو وغیرہ۔[25] MH کو قدرتی فائبر سے تقویت یافتہ مرکبات میں شامل کیا، اور پتہ چلا کہ MH نے ریشوں اور پولیمر میٹرکس کے درمیان مطابقت کو نمایاں طور پر بڑھایا، نمی کو پہنچنے والے نقصان کے خلاف مزاحمت اور مرکبات کی مکینیکل خصوصیات کو بہتر بنایا، اور عمر بڑھنے کے عمل کو روک دیا۔ Zhu et al. [26] نے اپنے تھرمل استحکام کو بہتر بنانے کے لیے مائکرو پورس پولیمر نانوٹوبس میں ترمیم کرنے کے لیے MH کا استعمال کیا اور بتایا کہ ترمیم شدہ مائکروپورس پولیمر نانوٹوبس میں تھرمل توانائی کی بچت کے لیے ایک امید افزا تھرمل موصلیت کوٹنگ مواد کے طور پر بہت زیادہ ممکنہ استعمال ہے۔

نینو CaCO: اعلی تھرمل استحکام، اور مقامی سٹیریوسکوپک ڈھانچہ ہے، تاکہ یہ پولیمرک مواد میں بہتر بازی رکھتا ہے [24,26-28]۔ پچھلی رپورٹس کے مطابق، CaCO، نینو پارٹیکلز کے اضافے سے پولیمر کی تھرمل استحکام اور مکینیکل خصوصیات کو مؤثر طریقے سے بہتر بنایا جا سکتا ہے [29]۔ھٹی bioflavonoidsمزید یہ کہ فعال نینو CaCO3 کی سطح oleophilic اور hydrophobic تھی، اور اس میں تیل کے اجزاء کے ساتھ اچھی مطابقت تھی، جو اسفالٹ کی rheological خصوصیات کو مؤثر طریقے سے بہتر یا ایڈجسٹ کر سکتی تھی [24]۔ نزاریت ال[14] نے پایا کہ اسفالٹ کی عمر مخالف کارکردگی CaCO3 نینو پارٹیکلز کو شامل کرکے بہتر ہوئی ہے، اور CaCO مواد نے ترمیم شدہ اسفالٹ کی تھکاوٹ کی خاصیت کو متاثر کیا۔ زنگ وغیرہ۔ [30] نے ثابت کیا کہ CaCO؛ نینو پارٹیکلز نے مختلف کمک کے طریقہ کار کے ذریعے اعلی درجہ حرارت کے استحکام اور اسفالٹ کی اینٹی رٹنگ صلاحیت کو بہتر بنایا۔ Zhai et al. [18] نے نشاندہی کی کہ اسفالٹ کو 5 wt سے تبدیل کیا گیا ہے۔ فیصد نینو CaCO3 اور 4 wt. ایس بی ایس ترمیم شدہ اسفالٹ کے مقابلے میں فیصد ایس بی آر موڈیفائر میں اعلی درجہ حرارت پر اینٹی رٹنگ اور کریپ خصوصیات ہیں۔ فی الحال، اسفالٹ کے زیادہ تر ترقی یافتہ اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کا مقصد قدرتی ماحول میں الٹرا وائلٹ ایجنگ یا طویل مدتی بڑھاپا ہے لیکن اسفالٹ فٹ پاتھ کی پائیداری اور تعمیراتی کام میں کام کرنے والوں کی صحت پر قلیل مدتی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کے منفی اثر کو نظر انداز کر دیا ہے۔ مرحلہ مزید، اگرچہ اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو کم کرنے کے لیے کچھ قسم کے اینٹی ایجنگ ایجنٹس موجود ہیں، اسفالٹ فرش کی تعمیر کے دوران سیچوریٹس اور ارومیٹکس کے اتار چڑھاؤ کی بنیاد پر کچھ اینٹی ایجنگ ایجنٹ تیار کیے گئے تھے۔ آخر میں، اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو کم کرنے کے لیے تیار کردہ اینٹی ایجنگ ایجنٹ کی ترکیبیں سنگل ہیں، اور اجزاء کی سطح پر سیچوریٹس اور ارومیٹکس کے تھرمل خصوصیات اور مواد کے مطابق مرکب نہیں ہیں۔

ہمارے پچھلے مطالعات کی بنیاد پر [31]، اسفالٹ کے نقصان دہ اتار چڑھاؤ بنیادی طور پر ارومیٹکس اور سیچوریٹس سے تیار کیے گئے تھے کیونکہ اسفالٹ فرش کی تعمیر کے دوران تھرمل آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کے رد عمل کی وجہ سے ماحولیاتی ماحول اور کارکنوں کی صحت پر منفی اثرات مرتب ہوتے ہیں۔ لہٰذا، اس مطالعے کا مقصد یہ ہے کہ پہلے ارومیٹکس اور سیچوریٹس کے لیے متعلقہ اینٹی ایجنگ ایجنٹس کو ان کی تھرمل خصوصیات اور جاری ہونے والے اتار چڑھاؤ والے اجزاء کی بنیاد پر منتخب کیا جائے، اور پھر منتخب شدہ اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کو خوشبو کے مواد کے مطابق مرکب کیا جائے اور ڈامر میں سیر. اس طرح، اسفالٹ کے مواد کے لیے ایک نیا مرکب اینٹی ایجنگ ایجنٹ تیار کیا گیا ہے تاکہ تھرمل استحکام کو بہتر بنایا جا سکے اور اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو کم کیا جا سکے، اسفالٹ فرش کی تعمیر کے دوران اتار چڑھاؤ کی مقدار کو کم کیا جائے۔ اس مطالعے میں، MH اور CaCO3 نینو پارٹیکلز کو بالترتیب سیچوریٹس اور آرومیٹکس کے اینٹی ایجنگ ایجنٹ کے طور پر منتخب کیا گیا، جو ان کے تھرمل استحکام کو بہتر بناتے ہیں اور اتار چڑھاؤ کی مقدار کو کم کرتے ہیں۔ اس کے بعد، EG کو MH اور CaCO کے کیریئر کے طور پر منتخب کیا گیا: نینو پارٹیکلز، اور اسفالٹ میں سیچوریٹس اور ارومیٹکس سے خارج ہونے والی ہلکی گیسی مصنوعات کو جذب اور فکسڈ کیا گیا۔ اس کے بعد، EG/MH اور EG/CaCO3 کو بالترتیب سیچوریٹس اور ارومیٹکس میں ان کے اینٹی ایجنگ ایجنٹ کے طور پر شامل کیا گیا۔ سیچوریٹس اور آرومیٹکس کے تھرمل آکسیڈیٹیو عمر رسیدہ عمل کو isothermal TG/DSC-FTIR ٹیسٹ کے ذریعے متحرک کیا گیا تھا۔ EG/MH اور EG/CaCO3 کے تھرمل استحکام پر اثرات اور سیچوریٹس اور ارومیٹکس کے جاری کردہ اتار چڑھاؤ پر TG/DSC-FTIR ٹیسٹ کے نتائج پر تبادلہ خیال کیا گیا۔

مزید، EG/MH/CaCO3 کا جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ سیچوریٹس اور ارومیٹکس کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ پر EG/MH اور EG/CaCO3 کی روک تھام کرنے والی کارروائیوں کی بنیاد پر تیار کیا گیا تھا۔ EG/MH/CaCO3 کو صاف اسفالٹ میں شامل کیا گیا تھا اور isothermal TG/DSC-FTIR ٹیسٹ کا استعمال اسفالٹ کی مختصر مدت کے تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو متحرک کرنے کے لیے کیا گیا تھا۔ آخر میں، تھرمل استحکام، غیر مستحکم اخراج، مورفولوجی، اور اسفالٹ کے عنصری مواد پر EG/MH/CaCO3 کے ایک ترقی یافتہ جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ کے اثرات کو isothermal TG/DSC-FTIR اور (ماحولیاتی سکیننگ الیکٹرک مائکروسکوپ-انرجی) کا استعمال کرتے ہوئے نمایاں کیا گیا۔ ڈسپرس سپیکٹروسکوپی ٹیسٹ) ESEM-EDS ٹیسٹ۔ یہ مطالعہ اسفالٹ مواد کے لیے ایک موثر جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ تیار کرتا ہے تاکہ اسفالٹ کی سطح پر اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کو کم کیا جا سکے، اسفالٹ فرش کی پائیداری کو بہتر بنایا جا سکے۔

2. مواد اور طریقہ

2.1 راز0 مواد

اس تحقیق میں، 60/80 پینیٹریشن گریڈ کے ساتھ یوزر بیس اسفالٹ کیلیفورنیا ٹیکساس آئل کمپنی، USA سے خریدا گیا تھا۔ ASTMD4124-09 کے مطابق SARA کے حصوں کو اسفالٹ بائنڈر سے الگ کیا گیا تھا۔ سیچوریٹس، ارومیٹکس، ریزن اور اسفالٹینز کے مواد بالترتیب 18.4 فیصد، 40.7 فیصد، 30.9 فیصد اور وزن کے لحاظ سے 10 فیصد تھے۔

بالترتیب سیچوریٹس اور آرومیٹکس کے جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ کی تیاری کے لیے MH اور CaCO3 کو لوڈ کرنے کے لیے ایک جاذب کے طور پر منتخب کیا گیا تھا۔ MH اور CaCO: سائلین کپلنگ ایجنٹ کے ذریعہ سطح میں ترمیم کی گئی ہے۔ EGis کی توسیع کی شرح 210mL/g۔ MHand CaCO کے اناج کے سائز بالترتیب 30-50 nm اور 40-80 nm ہیں۔ MH اور CaCO کی پاکیزگی؛ دونوں 98 فیصد سے زیادہ ہیں۔ صاف اسفالٹ اور جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ میں ترمیم شدہ اسفالٹ کی بنیادی خصوصیات کا خلاصہ جدول 1 میں دیا گیا ہے۔

2.2 نمونے کی تیاری

2.2.1 اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کی خوراک کا تعین

یہ جانا جاتا ہے کہ EG اور نینو MH کا ایک اچھا ہم آہنگی اثر تھا جب ان کے مواد کا تناسب وزن کے لحاظ سے 5:6 تھا [32]۔ جب EG اور nano CaCO کے مواد کا تناسب، وزن کے لحاظ سے 5:12 تھا، حرارت کے دوران اسفالٹ کا بڑے پیمانے پر نقصان سب سے چھوٹا تھا [33]۔ اس طرح، سیچوریٹس میں شامل کرنے کے لیے EG سے MH کے مخلوط تناسب کو 5:6 کے طور پر طے کیا گیا، اور خوشبو میں شامل کرنے کے لیے EG سے CaCO کا مخلوط تناسب 5:12 تھا۔ اسفالٹ میں سیچوریٹس اور آرومیٹکس کے مشمولات کے مطابق، تیار کردہ جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ میں EG، MH، اور CaCO کا مخلوط تناسب 2:1:3 تھا۔ نتیجے کے طور پر، EG/MHin کی اضافی خوراکیں، خوشبو میں EG/CaCO3، اور EG/MH/CaCO؛ ڈامر میں 10 wt تھے. پچھلے مطالعہ کے مطابق فیصد [23]۔ پاؤڈر کے اضافے کے طور پر، اسفالٹ کی بنیادی کارکردگی پر جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کے اثرات پر غور کیا گیا۔ 10 wt پر مشتمل اسفالٹ کی بنیادی خصوصیات۔ فیصد جامع اینٹی ایجنگ ایجنٹ کا ٹیسٹ کیا گیا جیسا کہ جدول 1 میں فراہم کیا گیا ہے، جس سے ظاہر ہوتا ہے کہ کمپوزٹ اینٹی ایجنگ ایجنٹ میں ترمیم شدہ اسفالٹ کی کارکردگی کے اشاریہ تکنیکی معیاری ضروریات کو پورا کرتے ہیں۔

2.2.2 کمپوزٹ اینٹی ایجنگ ایجنٹوں پر مشتمل نمونوں کی تیاری

سب سے پہلے، 50mg EG کو ویکیوم اوون میں 60 ڈگری پر 5 گھنٹے کے لیے خشک کیا گیا۔ خشک ای جی کو بھٹی میں 800 ڈگری پر گرم کیا گیا اور 60 سیکنڈ تک پھیلایا گیا تاکہ 210 ملی لیٹر/ جی کے توسیعی حجم کے ساتھ توسیع شدہ ای جی حاصل کی جا سکے۔ دوم، MH اور CaCO3 نینو پارٹیکلز کو EG پر ہائیڈرو تھرمل ترکیب کے ذریعے ڈوپ کیا گیا تھا۔ دس ملی گرام توسیع شدہ ای جی کو بالترتیب ڈیونائزڈ پانی میں 12 ملی گرام MH اور 24 ملی گرام CaCO3 کے ساتھ ملایا گیا تھا۔cynomorium فوائدپھر، دو مخلوط حل دو ٹیفلون لائن والے آٹوکلیو میں منتقل کردیئے گئے۔ آٹوکلیو کو 120 ڈگری پر 3 گھنٹے تک برقرار رکھا گیا، اور پھر قدرتی طور پر کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈا کیا گیا۔ تیار کردہ نمونوں کو ڈیونائزڈ پانی اور مطلق ایتھنول کے ساتھ سینٹرفیوگریشن کا استعمال کرتے ہوئے تین بار دھویا گیا، ساتھ ہی EG/MH اور EG/CaCO3 [34,35] حاصل کرنے کے لیے 60 ڈگری پر تندور میں خشک کیا گیا۔ تیس ملی گرام توسیع شدہ ای جی کو ڈیونائزڈ پانی میں 15 ملی گرام MH اور 45 ملی گرام CaCO کے ساتھ ملایا گیا تھا۔ پھر، EG/MH/CaCO3 مندرجہ بالا اقدامات کو دہرا کر تیار کیا گیا۔

تیسرا، سیچوریٹس، آرومیٹکس، اسفالٹ، EG/MH، EG/CaCO3، اور EG/MH/CaCO3 کو خشک کرنے والے تندور میں 93±1 kPa کی ویکیوم ڈگری کے ساتھ 105 ڈگری پر 1 گھنٹے کے لیے رکھا گیا تھا۔ پھر، EG/MH، EG/CaCO3، اور EG/MH/CaCO3 کو 10 wt کے مواد پر آہستہ آہستہ سیچوریٹس آرومیٹکس اور اسفالٹ میں شامل کیا گیا۔ فیصد، بالترتیب، نیز قینچ بازی مشین (FM300 قسم، FLUKO Equipment Co., Ltd, Shanghai, China) کا استعمال کرتے ہوئے 5 منٹ کے لیے 1000 rpm پر ہلچل، اس کے بعد 20 منٹ کے لیے 4000 rpm کی تیز رفتار ہلچل۔ آخر میں، ہاتھ سے ہلچل کا استعمال علیحدگی کو روکنے اور ہوا کے بلبلوں کو ہٹانے کے لیے کیا گیا جب تک کہ تیار شدہ نمونے کمرے کے درجہ حرارت پر ٹھنڈے نہ ہو جائیں۔

2.3.طریقے۔

2.3.1 Isothermal TG/DSC-FTIR ٹیسٹ

ہمارے پچھلے مطالعہ [31] کی بنیاد پر، TG/DSC ٹیسٹ سسٹم (STA 409, Netzsch, Germany) کو FTIR سپیکٹرومیٹر (Nicolet IS10, Thermo scientific, Grand Island, NY, USA) کے ساتھ مل کر اینٹی کے اثرات کا جائزہ لینے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ بالترتیب سیچوریٹس، ارومیٹکس اور اسفالٹ کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ پر عمر رسیدہ ایجنٹ۔ تقریباً 10 ملی گرام کا نمونہ TG/DSC ٹیسٹ سسٹم کے ایلومینا کروسیبلز میں رکھا گیا تھا۔ حرارتی درجہ حرارت کو کمرے کے درجہ حرارت سے 40 ڈگری / منٹ کی حرارتی شرح سے 163 ڈگری تک بڑھایا گیا اور ہائی وے انجینئرنگ کے لئے بٹومین اور بٹومینس مرکب کے چینی معیاری ٹیسٹ طریقوں کی بنیاد پر 4 گھنٹے کے لئے 163 ڈگری پر برقرار رکھا گیا [36]۔ اس کے بعد، 21 فیصد آکسیجن اور 79 فیصد نائٹروجن 60 ملی لیٹر/منٹ کی بہاؤ کی شرح پر ان پٹ تھے۔ اس طرح، بالترتیب اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کو شامل کرنے سے پہلے اور بعد میں آئسو تھرمل ہیٹنگ کے دوران بڑے پیمانے پر نقصان، ہیٹ اینتھالپی، اور اتار چڑھاؤ والے اجزاء میں تبدیلیوں پر بات کرنے کے لیے سیچوریٹس، ارومیٹکس، اور اسفالٹ کے نمونوں کے تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ ٹیسٹ کیے گئے۔ لکیری بیس لائن کا طریقہ DSC وکر پر endothermic یا exothermic چوٹیوں کے رقبے کا حساب لگانے کے لیے استعمال کیا گیا تھا۔ ڈی ایس سی وکر پر بیس لائن اور ایک اینڈوتھرمک یا ایکزوتھرمک چوٹی کے درمیان کا رقبہ اینتھالپی حاصل کرنے کے لیے شمار کیا گیا تھا۔

اسی وقت، جاری کیے گئے اتار چڑھاؤ کو 120 ملی لیٹر/منٹ کی بہاؤ کی شرح سے پرج گیس کے ذریعے مشترکہ FTIR تجزیہ کار((Nicolet IS10, Thermo scientific, GrandIsland, NY, USA) میں درآمد کیا گیا۔ FTIR ٹیسٹ کے نتائج مسلسل ریکارڈ کیے گئے۔ جاری ہونے والے اتار چڑھاؤ والے اجزاء کی نشاندہی کرنے کے لیے۔ ہر نمونے کے رسمی isothermal TG/DSC-FTIR ٹیسٹ سے پہلے، درجہ حرارت اور توازن کی انشانکن کی گئی تھی، اور اسی تجرباتی حالات کے تحت دوبارہ جانچنے کے لیے ابتدائی تجربات تین بار کیے گئے تھے۔ جب نتائج سے ظاہر ہوا کہ TG اور DSC کے منحنی خطوط بالکل درست تھے اور غلطیاں قابل قبول تھیں، ہر نمونے کا باقاعدہ تجربہ کیا گیا، لہٰذا، سیچوریٹس، ارومیٹکس، کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ خصوصیات پر اینٹی ایجنگ ایجنٹ کے اثرات کو نمایاں کرنے کے لیے چار نمونے تیار کیے گئے۔ اور بالترتیب اسفالٹ۔

2.3.2.ESEM-EDS ٹیسٹ

مائیکرومورفولوجی اور اسفالٹ کے نمونوں کے بنیادی عنصر کے مندرجات میں تبدیلیاں مندرجہ بالا نقلی آئیسوتھرمل-آکسیڈیٹیو ایجنگ سے پہلے اور بعد میں EDS سے لیس ESEM (Quanta 200 type, FEI, Grand Island, NY, USA) کی خصوصیات تھیں۔ سب سے پہلے، 1 سینٹی میٹر × 1 سینٹی میٹر × 1 سینٹی میٹر کے نمونے کے سائز کے ساتھ اسفالٹ تیار کیا گیا اور ایک کنڈکٹو چپکنے والی کا استعمال کرتے ہوئے صاف نمونے کی میز پر رکھا گیا۔ اس کے بعد، اسفالٹ کے نمونے پر سونے کے پاؤڈر کا چھڑکاؤ کیا گیا اور آبزرویشن چیمبر کو اس وقت تک ویکیومائز کیا گیا جب تک کہ دباؤ -3.06×10-3 Pa تک نہ پہنچ جائے۔صحرائی آبشارESEM کا استعمال کرتے ہوئے نمونے کی شکلیں فوری طور پر دیکھی گئیں، اور EDS کا استعمال کرتے ہوئے کیمیائی مرکبات کا پتہ چلا۔ کیمیائی عنصر کے مواد ہر نمونے پر تین بے ترتیب ٹیسٹ پوائنٹس کی اوسط قدریں تھیں۔

3. نتائج اور مباحثہ

3.1. سیچوریٹس اور آرومیٹکس پر اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کا تھرمل استحکام کا اثر

سیچوریٹس اور آرومیٹکس کے تھرمل استحکام پر EG/MH اور EG/CaCO3 کے تیار شدہ اینٹی ایجنگ ایجنٹوں کے اثرات پر تبادلہ خیال کرنے کے لیے، 4 گھنٹے کے لیے 163 ڈگری سینٹی گریڈ پر تھرمل-آکسیڈیٹیو ایجنگ کی نقل کرنے کے لیے isothermal TG/DSC-FTIR ٹیسٹ کیے گئے۔ .

3.1.1 سیچوریٹس پر EG/MH کا تھرمل استحکام کا اثر

isothermal-oxidative عمر کے دوران saturates اور saturates/EG/MH کے TG اور DSC منحنی خطوط 1 میں دکھائے گئے ہیں۔

شکل 1 میں TG منحنی خطوط سے، یہ پایا جاتا ہے کہ سیچوریٹس کی مقدار میں کمی واقع ہوئی ہے کیونکہ تھرمل آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کا دورانیہ EG/MH کو شامل کرنے سے پہلے اور بعد میں طویل ہوتا ہے۔ سیچوریٹس/EG/MH کی گھٹتی ہوئی شرح سیچوریٹس کی نسبت بہت چھوٹی ہے۔ یہ اس بات کی نشاندہی کرتا ہے کہ سیچوریٹس کی تھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران EG/MH شامل کرنے کے بعد سیچوریٹس میں سڑنے کا رد عمل اور روشنی کے اجزاء کی اتار چڑھاؤ میں کمی واقع ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ EG/MH سیچوریٹس میں بھرنے اور مستحکم کرنے کا کردار ادا کرتا ہے، اور غیر محفوظ ای جی میں جذب کرنے کی مضبوط کارکردگی ہوتی ہے تاکہ کچھ شارٹ چین ہائیڈرو کاربن مالیکیول EG [12] کے ذریعے جذب ہو جائیں۔

چونکہ حرارتی درجہ حرارت مستقل ہے، گرمی کے بہاؤ میں تبدیلی بنیادی طور پر سیچوریٹس اور حوالہ مواد کے نمونوں کے درمیان درجہ حرارت کے فرق کی وجہ سے ہے۔ سیچوریٹس اور سیچوریٹس/EG/MH کے DSC منحنی خطوط 4 گھنٹے کے لیے 163 ڈگری پر مسلسل اتار چڑھاؤ آتے ہیں، اور سیچوریٹس کا بدلتا ہوا طول و عرض سیچوریٹس/EG/MH سے بڑا ہوتا ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ سیچوریٹس میں مختلف اجزا سیچوریٹس کی آئسوتھرمل آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کے دوران مختلف حرارتی مراحل پر کیمیائی رد عمل میں حصہ لیتے ہیں۔ مزید برآں، نسبتاً شدید اور پیچیدہ اینڈوتھرمک اور ایکزوتھرمک رد عمل پائے جاتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ سیچوریٹ اسفالٹ میں ہلکے اجزاء ہیں، اور سیچوریٹس کی آئسو تھرمل-آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران گرمی کو جاری کرنے یا جذب کرنے کے لیے اہم سالماتی زنجیریں اور پس منظر کی زنجیریں اعلی درجہ حرارت پر آسانی سے ٹوٹ جاتی ہیں۔

مزید برآں، saturates اور saturates/EG/MH کی حرارت کے بہاؤ کی قدریں مجموعی طور پر بڑھتے ہوئے رجحان کو ظاہر کرتی ہیں، لیکن سیچوریٹس کی حرارت کے بہاؤ کی قدریں سیچوریٹس/EG/MH سے زیادہ ہیں۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ سیچوریٹس 4 گھنٹے کے لیے 163 ڈگری پر isothermal-oxidative عمر کے دوران مجموعی طور پر endothermic رد عمل سے گزرتے ہیں۔ یہ پایا گیا ہے کہ DSC منحنی خطوط ظاہر کرتے ہیں کہ EG/Mein saturates کو شامل کرنے کے بعد رد عمل کی حرارت واضح طور پر کم ہوتی ہے۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ EG چھوٹے ہائیڈرو کاربن مالیکیولز کو جذب کرتا ہے اور آکسیجن اور حرارت کو موصل کرتا ہے، مزید تھرمل آکسیکرن کو روکتا ہے۔ MH چھوٹے مالیکیولز کو ٹھیک کرنے، سیچوریٹس کو بھرنے اور مستحکم کرنے کے لیے غیر محفوظ ای جی پر لوڈ کیا جاتا ہے [11,23]۔ EG اور MH کے ہم آہنگی کے اثرات سیچوریٹس کے تھرمل استحکام کو بڑھاتے ہیں، اور کیمیائی رد عمل کمزور ہو جاتے ہیں، جس کی وجہ سے آئسوتھرمل-آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کے دوران رد عمل کی حرارت میں کمی واقع ہوتی ہے۔

3.1.2 خوشبویات پر EG/CaCO3 کا تھرمل استحکام کا اثر

Isothermal TG/DSC ٹیسٹ EG/CaCO3 کو 163 ڈگری پر 4 گھنٹے کے لیے شامل کرنے سے پہلے اور بعد میں خوشبویات پر کرائے جاتے ہیں۔ ٹی جی اور ڈی ایس سی کے منحنی خطوط ارومیٹکس اور آرومیٹکس/ای جی/سی سی او، آئسوتھرمل آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران، شکل 2 میں دکھائے گئے ہیں۔

شکل 2 میں TG منحنی خطوط سے، یہ نوٹ کیا گیا ہے کہ EG/CaCO کے اینٹی ایجنگ ایجنٹ کے بغیر ارومیٹکس: بڑے پیمانے پر تھوڑا سا بڑھتے ہوئے رجحان کو ظاہر کرتا ہے، جب کہ ارومیٹکس میں EG/CaCO3 کو شامل کرنے کے بعد ارومیٹکس کی مقدار میں قدرے کمی واقع ہوتی ہے۔ - آکسیڈیٹیو بڑھاپا۔ اس سے ظاہر ہوتا ہے کہ خوشبویات میں پولیمرائزیشن کا رد عمل EG اور CaCO، نینو پارٹیکلز کو شامل کرنے سے پہلے سڑنے والے ردعمل سے زیادہ ہوتا ہے، جو کچھ میکرو مالیکولر مصنوعات تیار کرتے ہیں۔ اس کی وجہ یہ ہے کہ آئسوتھرمل-آکسیڈیٹیو ایجنگ کے دوران آکسیڈیٹیو پولیمرائزیشن کی وجہ سے آرومیٹکس رال میں تبدیل ہو جاتے ہیں، اور خوشبو دار انگوٹھیوں پر پس منظر کی زنجیریں آکسائڈائز اور پولیمرائز ہونے کے لیے آسان ہوتی ہیں تاکہ خوشبو دار سائکلوکلائل [37] بن سکے۔ تاہم، آرومیٹکس میں پولیمرائزیشن رد عمل EG/CaCO3 کو شامل کرنے کے بعد گلنے والے رد عمل سے کم ہے، جس کے نتیجے میں آئسوتھرمل-آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کے دوران آرومیٹکس کے بڑے پیمانے پر کمی واقع ہوتی ہے۔ یہ بنیادی طور پر اس حقیقت کی وجہ سے ہے کہ آکسیجن کے ساتھ مزید آکسیڈیٹیو پولیمرائزیشن ری ایکشن کے ذریعے میکرو مالیکیولز کی نسل کو روکنے کے لیے کچھ روشنی کے اجزاء کو EG کے ذریعے جذب اور طے کیا جاتا ہے [38]۔ تاہم، ارومیٹکس کے تھرمل سڑن کے رد عمل کے دوران چھوٹے مالیکیولر اجزاء کی ایک چھوٹی سی مقدار بھی بچ جاتی ہے۔ جب پولیمرائزیشن کے رد عمل سے خارج ہونے والے اتار چڑھاؤ کا ماس پیدا ہونے والے میکرو مالیکیولز سے بڑا ہوتا ہے، تو ارومیٹکس کا کل ماس قدرے کم ہوجاتا ہے۔ دریں اثنا، EG کے کنارے اور اندرونی دیوار پر لدے ہوئے ہائیڈرو فیلک CaCO نینو پارٹیکلز یکساں طور پر آرومیٹکس میں منتشر ہو کر ایک کراس لنکنگ ڈھانچہ بناتے ہیں، جس سے آرومیٹکس کے تھرمل استحکام میں بہتری آتی ہے اور اس کے بڑے پیمانے پر نقصان زیادہ آہستہ آہستہ کم ہوتا ہے۔

جیسا کہ شکل 2 میں دکھایا گیا ہے، DSC منحنی خطوط سے پتہ چلتا ہے کہ نسبتاً شدید اور پیچیدہ اینڈوتھرمک رد عمل ارومیٹکس کے آئسوتھرمل-آکسیڈیٹیو عمر رسیدہ عمل میں ہوتا ہے، یہ تجویز کرتا ہے کہ ارومیٹکس میں مختلف اجزاء آئسوتھرمل-آکسیڈیٹیو عمر کے دوران مختلف حرارتی مراحل پر کیمیائی رد عمل میں حصہ لیتے ہیں۔ EG/CaCO کو شامل کرنے کے بعد، aromatics کے گرمی کے بہاؤ کا بدلتا ہوا رجحان تقریباً abscissa کے متوازی ہے۔ اس سے پتہ چلتا ہے کہ ارومیٹکس کی تھرمل استحکام بہتر ہوا ہے، جو EG اور CaCO کے درمیان ہم آہنگی کے عمل کی وجہ سے ہے۔ ای جی کا جذب چین کے رد عمل میں رکاوٹ ہے، خوشبو کے تھرمل آکسیڈیٹیو عمر بڑھنے کے عمل کو دباتا ہے۔ CaCO کے سطحی اثرات: نینو پارٹیکلز ارومیٹکس کی جسمانی حالت کو مزید مستحکم کرتے ہیں، خوشبویات کے تھرمل استحکام کو بہتر بناتے ہیں۔

یہ مضمون مواد 2020, 13, 4005 سے لیا گیا ہے۔ doi:10.3390/ma13184005 www.mdpi.com/journal/materials