N-油基-1,3-丙二胺（DAO V，常称为油基丙撑二胺）作为一种阳离子沥青乳化剂，其应用基于其独特的两亲性分子结构和化学反应活性。

一、化学结构与基本性质

DAO V 的分子结构由两部分构成：

1. 疏水尾链：油基（C18不饱和烃链），与沥青组分相容性强。

2. 亲水头基：两个氨基（伯胺和仲胺），可在酸性条件下质子化形成阳离子（—NH₂⁺—、—NH₃⁺），赋予水溶性和电荷特性。

关键性质：

• pK_b值：两个胺基的碱性不同，使其在不同pH下可调控电荷密度。

• 界面活性：能显著降低水-沥青界面张力（可达30-40 mN/m以下）。

• 反应性：胺基可与沥青中的酸性组分（如羧酸、磺酸基团）形成化学吸附。

---

二、作为沥青乳化剂的作用机理

1. 乳化过程

• 电荷中和与吸附：
  在酸性水相（pH≈2-5）中，DAO V 质子化带正电，吸附于带负电的沥青微滴表面（沥青常含酸性氧化物），形成单分子层定向排列：油基插入沥青相，阳离子头基伸入水相。

• 界面膜形成：
  胺基与沥青酸性组分可能形成胺盐络合物，增强界面膜强度，防止乳液聚并。

• 空间与电荷稳定：
  通过阳离子电荷的静电排斥（DLVO理论）和疏水链的空间位阻，维持乳液分散稳定性。

2. 破乳与控制

• 破乳机理：
  当乳液与骨料（如石料）接触时，骨料表面通常带负电，与阳离子乳化剂发生电荷吸附，破坏乳液稳定性。同时水分蒸发或碱性环境导致胺基质子化程度降低，加速破乳。

• 可控性：
  通过调节DAO V的添加量（通常为沥青质量的0.5%-2.5%）和体系pH，可控制破乳时间，满足慢裂、中裂或快裂型乳液的需求。

---

三、具体应用场景与工艺

1. 乳化沥青类型

• 阳离子慢裂乳液（CSS）：
  用于拌和型施工（如冷再生、稀浆封层），DAO V 提供较慢的破乳速度，确保施工可操作时间。

• 阳离子快裂乳液（CRS）：
  用于喷雾施工（如透层、粘层），通过添加酸（如HCl）降低pH至2-3，加速破乳。

2. 配方示例

• 基础配方：

  • 沥青（60%-70%）

  • DAO V（0.8%-1.5%）

  • 盐酸（调节pH至2-3）

  • 水（余量）

• 改性应用：
  常与非离子表面活性剂（如OP-10）复配，增强抗硬水能力和低温稳定性。

3. 施工工艺关键参数

• 乳化温度：120-140℃（沥青相），50-60℃（水相）。

• 剪切条件：胶体磨转速3000-5000 rpm，确保沥青粒径≤5 µm。

• 储存稳定性：DAO V乳液在25℃下可储存1-3个月不分层（依据ASTM D6930）。

---

四、科学依据与优势分析

1. 结构优势

• 长碳链油基：与沥青相似相溶，增强界面附着力。

• 双胺基设计：

  • 伯胺：高反应活性，易质子化提供电荷。

  • 仲胺：辅助吸附，调节分子取向。

2. 界面化学证据

• Zeta电位：DAO V乳化沥青的Zeta电位常达+30至+50 mV，证实静电稳定机制。

• 吸附等温线：符合Langmuir吸附模型，单层饱和吸附量约1.2-2.0 mg/m²。

3. 性能对比数据

4. 环境与经济效益

• 环保性：相比传统溶剂型沥青施工，减少VOC排放。

• 节能：乳化沥青可在常温施工，降低能耗。

• 适应性：适用于酸性、中性骨料（如花岗岩、石英石），与石料粘附力强。

---

五、注意事项与改进方向

1. pH敏感性：需严格控制酸度，避免胺基沉淀。

2. 硬水影响：Ca²⁺/Mg²⁺可能降低电荷稳定性，可添加络合剂（如EDTA）。

3. 复配技术：与聚氧乙烯胺类或纤维素类稳定剂复配，可增强抗沉降性。

4. 改性拓展：DAO V可作为化学锚定点，接枝环氧树脂或橡胶胶乳，制备改性乳化沥青。

---

六、结论

DAO V 作为阳离子沥青乳化剂，其核心应用价值在于：

• 分子结构可控，适配多场景破乳需求；

• 界面化学作用强，提升乳液储存稳定性与骨料粘附性；

• 工艺兼容性好，易于复配改性。

未来研究可聚焦于绿色合成工艺开发（如生物基油胺替代）及智能响应型乳化体系（如pH/温度双控破乳），进一步拓展其在可持续道路工程中的应用。