聚丙烯土工膜的老化因素和防护措施.pdf

聚丙烯士工膜的老化因素和防护措施 曹民干，苗文俊，李江伟 (同济大学材料学院，上海200092) 摘要：介绍聚丙烯土工合成材料的应用及防老化的必要性，以及材料的老化机理。详细讨论了原材料、添加剂、紫外线、温度、 外力及土壤酸碱性等影响聚丙烯土工膜老化的因素和相应的防老化措施。 关键词：聚丙烯；土工膜；老化；应力 中图分类号：TQ342+．62 文献标识码：B 文章编号：1001—702X(2007)06—0073—02 factorsof and measures Ageing polypropylenegeomembraneprotective CA0 0 Mingan，MIAWe巧H凡LIJiangwei (Materialschoolin 200092，China) TongjiUniversity，Shanghai 有交联的不活泼产物，使材料性能大幅度下降。 0前言 高分子材料老化的影响因素可以分为内因和外因2方 土工合成材料是以合成纤维、塑料、合成橡胶等聚合物为 面，内因是指高聚物自身和助剂的作用，外因指在应用过程中 原料制成的各类产品的统称，与其它土建材料一起组成工程 因光、热、力等因素造成的材料性能的下降。 中的结构系统，在其中起到了加强加固、疏水排流、离析过滤、 1原料与添加剂 隔离防护、封闭防渗等功能，具有突出的高抗拉强度、低延伸 率、高抗腐蚀性、良好的材料连续性和水理性等工程特性。它 制造土工合成材料的聚合物主要有聚丙烯、聚乙烯(PE)、 是一种复合有机型材料，由2种性质和功能不同的材料组合 而成，例如在2层聚丙烯(PP)织物间放有尼龙制成的立体网结构的差异造成了耐老化性能的不同。几种聚合物的土工合 络，成为一种良好的疏流材料，其中聚丙烯织物完成过滤作 成材料性能见表1。 用，而填上钠膨润土可起到地下设施的防水层作用。其中土工 表1 几种聚合物的土工合成材料-性能 膜因为可以用塑料薄膜隔断渠道漏水通道，以其较大的抗拉 强度和延伸率承受水压和适应渠道变形，在防渗加固工程中 发挥着重要的作用。 由于聚丙烯材料自身的优越性能和理论研究的不断深 入，它在工程实践方面的应用也日益广泛和重要，目前已作为 防水、防潮、加固材料大量应用于公路、铁路、水利、房屋建筑 聚丙烯材料整体性能优于其它土工合成材料，所以得到 工程以及作为各种废料和垃圾的安全处理材料应用于环境工 更广泛的应用。添加抗老化剂能够从防护和修整2方面，延缓 程中。但是作为一种高聚物基体材料，它易于受到外力以及环 材料老化。结合材料的老化机理，抗老化剂一般在以下几方面 境中氧气、光、热等因素发生降解等反应，从而造成材料老化， 起作用： 使强度等性能损失或部分损失。因此，为使聚丙烯材料得到进 (1)降低材料对光热的敏感性，防止在聚合物中形成受 一步应用，关于其老化影响和防老化措施的研究十分必要。 激励部分和产生游离基； 聚丙烯由于氧气等作用，在分子结构易断裂的双键处首 (2)捕获已产生的游离基，使之不致引起链反应或将反 先裂解成游离基，再迅速与氧结合引入羰基，羰基发生光化学 应终止； 反应形成自由基，此过程也发生支化，最终得到既存在降解又 (3)分解已经产生的过氧化氢化合物；