Malteny

Malteny to rozpuszczalne w n - alkanach ( pentanie lub heptanie ) cząsteczkowe składniki asfaltu , który jest pozostałością po usunięciu przez rafinerie innych użytecznych pochodnych, takich jak benzyna i nafta , z ropy naftowej . Drugim podstawowym składnikiem asfaltu są związki asfaltenowe .

Kompozycja

Jako lepkie ciecze malteny składają się z ciężkich, ciemnych żywic asfaltowych , najpierw kwaśnych, drugich kwaśnych i nasyconych, połączonych z jaśniejszymi olejami. Żywice zapewniają właściwości adhezyjne w asfaltach; oleje są nośnikiem zarówno żywic maltenowych, jak i związków asfaltenowych. Malteny charakteryzują się niższą masą cząsteczkową i rozpuszczalnością w porównaniu z asfaltenami. Stosując chromatografię adsorpcyjną w obecności odczynnika kwasowego , malteny można podzielić na cztery frakcje:

• Związkami polarnymi są wysoce reaktywne żywice naftowe, które działają jako koloidalny stabilizator dyspersji podłoża asfaltenowego.
• Pierwsze kwaśne powinowactwa to węglowodory aromatyczne , zawierające lub nie zawierające tlenu , azotu i siarki . Stanowią chemicznie kompatybilny środek dyspergujący dla peptizowanych asfaltenów.
• Drugie afiny to prostołańcuchowe lub cykliczne nienasycone petrowęglowodory ( inaczej olefiny ). Są nieco tłuste i nieco żywiczne.
• Kwasy nasycone (inaczej parafiny ) to węglowodory nasycone o prostym lub rozgałęzionym łańcuchu . Są one prawdziwym składnikiem olejowym lepiszcza asfaltowego i działają jako środek żelujący dla mieszanek asfaltowych.

Analiza

Od dawna podejrzewano, że niszczenie nawierzchni asfaltowych wynika z reakcji chemicznych poszczególnych składników asfaltu. W 1959 roku Fritz Rostler zauważył: „Powszechnie uznaje się, że uszkodzenia nawierzchni asfaltowych spowodowane kruchością i innymi zmianami właściwości fizycznych podczas procesu starzenia wynikają z reakcji chemicznych wszystkich lub niektórych składników asfaltu”.

To Rostler podjął się niezbędnych badań w celu zidentyfikowania składników asfaltu i procesów chemicznych przyczyniających się do procesu starzenia. Jego metodologia polegała na oddzieleniu składników asfaltu najpierw za pomocą kwasu siarkowego w celu oddzielenia składników rozpuszczalnych, a następnie za pomocą rozpuszczalnika n-pentanowego w celu oddzielenia składników nierozpuszczalnych.

Praca Rostlera w przemyśle gumowym doprowadziła do opracowania testu ASTM D-2006-70, który dokładnie identyfikuje zależności między lekkimi frakcjami maltenów, afin i kwasów nasyconych. Chociaż ten test nie był aktualizowany od 1970 r., pozostaje dokładnym standardem określania pożądanego rozkładu zawartości maltenu w nawierzchni asfaltowej.

Analiza Rostlera, czyli test ASTM D-2006-70

Gdzie PC reprezentuje związki polarne, A1 reprezentuje pierwsze kwasy, A2 reprezentuje drugie kwasy, a S oznacza nasycone węglowodory:

min. Maks. Współczynnik dystrybucji maltenu D-2006-70 0,3 0,6 (PC + A1) / (S + A2)

Rostler ustalił, że utrata składników maltenu o niskiej masie cząsteczkowej w asfalcie jest w dużej mierze odpowiedzialna za pękanie i twardnienie starzejącej się nawierzchni. Odkrycie to doprowadziło do opracowania komercyjnych odmładzaczy, które łączą maltenowe frakcje asfaltu z nośnikiem zdolnym do penetracji nawierzchni asfaltowych w celu przywrócenia właściwej równowagi składników asfaltu.

Geochemia

Skład geochemiczny maltenów zmienia się w zależności od źródła ropy naftowej, przy czym każda dana frakcja maltenu reprezentuje szeroką gamę pierwiastków podstawowych o różnych stężeniach, które mogą obejmować na przykład kobalt , chrom , miedź , żelazo , molibden , mangan , nikiel , stront , wanad lub cynk .