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Estudo de Metodologia para Quantificação do Polímero SBS no Asfalto Utilizando a Espectrometria de Infravermelho por Transformada de Fourier

Study of Methodology for Measurement of Polymer SBS on Asphalt Using Fourier Transform Infrared Spectroscopy

Maria da Conceição Cavalcante Lucena Maria da Conceição Cavalcante Lucena
, Sandra de Aguiar Soares, Jorge Barbosa Soares

 

Volume 2  -  Número 2

Received 12/01/2013; Published Online 25/02/2013

DOI http://dx.doi.org/10.17063/bjfs2(2)y201397

Idioma Português

Classificação do Artigo: Artigo Original

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Citação e Resumo

 

Resumo A quantificação do teor de polímero no cimento asfáltico de petróleo (CAP) modificado é de fundamental importância em obras de pavimentação, sendo um item questionado em auditorias de obras rodoviárias. Um dos polímeros mais utilizados na pavimentação é o copolímero de estireno e butadieno (SBS). A quantificação de polímeros por espectrometria de Infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR) é um procedimento rápido comparado a técnicas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) e a Cromatografia de Permeação em Gel (GPC), utilizadas também com esse objetivo. Este trabalho objetiva estabelecer uma metodologia para quantificação do teor de SBS no CAP utilizando-se FTIR. Curvas de calibração foram construídas a partir de misturas padrões preparadas nas concentrações de 1, 3, 4, 5, 8 e 15% (m/m) de SBS na forma sólida e CAP50/70. Os resultados dessa investigação indicaram uma relação linear entre o teor de SBS em amostras de asfaltos modificados por polímeros e absorções em 966 e 698 cm-1. Verificou-se, também, pelo estudo da concentração, a partir de aquisição de espectros FTIR e usando as ferramentas da quimiometria, que a concentração do SBS no CAP cresce à medida que aumenta a intensidade das bandas em 966 e 698 cm-1. Essas bandas são atribuídas a absorções do polibutadieno e poliestireno, respectivamente. O método foi testado com as amostras de misturas de CAP-SBS, produzidas em laboratório e se mostrou confiável, porém não apresentou bons resultados para amostras extraídas de pavimentos.

Palavras-chave Química forense; Cimento asfáltico de petróleo; Copolímero de estireno e butadieno: Infravermelho por transformada de Fourier; Quimiometria

Abstract The quantification of polymer content in modified asphalt cement (AC) is very important in paving materials, being a questioned item on road construction auditing. One of the polymers most used in paving materials is styrene and butadiene copolymer (SBS). The quantification of polymers by Fourier Transform Infrared (FTIR) spectrometry is a fast procedure compared to techniques like Nuclear Magnetic Resonance (NMR) and Gel Permeation Chromatography (GPC), also used for this purpose. This work aim establishes a quantification methodology of SBS content in AC using FTIR. Calibration curves were constructed from standard mixtures prepared at 1, 3, 4, 5, 8 and 15% (w/w) of powder SBS and AC 50/70. Results of this investigation indicated a linear relationship between polymer content in polymer modified asphalt samples and the absorbances of 966 and 698 cm-1. It was also observed, by FTIR spectra and chemometrics tools, as indicated by the concentration study, as the polymer concentration in asphalt increased, the intensity of the 966 and 698 cm-1 absorption bands increased. These bands are assigned to polybutadiene and polystyrene, respectively. This method showed good results when was tested with laboratory mixtures of AC-SBS samples, however, for an extracted samples AC-SBS from pavements, showed bad results.

Keywords Forensic chemistry; Asphalt cement; Styrene butadiene styrene; Fourier Transform Infrared; Chemometrics

nada

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