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土工膜在垃圾填埋场,水库,景观湖,渔业养殖老化反应是怎样的过程?

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让宏祥新材料股份有限公司来给大家详细介绍下土工膜的老化反应是怎样的过程;

首先我们了解下土工膜是一种土工合成材料。在水利工程中,土工膜的抗渗性阻挡了漏水通道。高密度聚乙烯(HDPE) 土工膜渗透性低,广泛应用于垃圾填埋场的底部防渗结构。而一般土工合成材料的老化本质是高分子聚合物的老化反应过程。自然环境中的阳光、水、氧气、热等会促使聚合物产生“老化”,即聚合物降解的化学过程。聚合物降解的实质是: 断链、交联、分子链结构改变、侧基改变及其组合效应,并经历以下阶段: 链的引发、链的增加、链的支化、链的终止,最终变成降解与交联并存的惰性产物,导致土工合成材料丧失或部分丧失使用功能。

一、1、光氧老化的本质是在紫外线作用下,聚合物分子结构的双键首先裂解成自由基,然后迅速与氧结合形成氢过氧化物,加速聚合物高分子链的裂解和交联反应,最终得到降解与交联共存的惰性产物,使材料的性能大幅下降。

2、埋藏条件下的土工合成材料的热氧老化机理是大分子积蓄足够的能量引发链式反应,使得分子键断裂,破坏纤维的力学性能。

3、应力老化分为化学老化和物理老化。在化学老化中,应力不直接破坏分子键,而是通过改变聚合物的键长或键角来降低键段的活化能,提高大分子键的活性,从而消耗很少的能量使反应发生。物理老化是指高分子材料在长期应力作用下,其化学组成和基本结构保持不变,但力学性能却发生明显变化。

土工膜的氧化降解过程,主要分为三个阶段: 抗氧化剂消耗过程。抗氧化剂与自由基和烷基过氧自由基等物质发生化学反应,或以物理运移、萃取、冲洗及蒸发等方式损耗,土工膜的机械性能不变。氧化降解诱导过程。土工膜的分子组成变化显著,而机械性能不变。氧化降解期。早期主要发生物理作用,工程性能变化不明显,后期转为化学作用,以断链作用为主,分子量减少,工程性能衰退。

氧化因素分为两种;

1、内部因素:

土工膜的原料是高分子聚合物,其制造材料主要有聚乙烯(PE)、聚酯(PER)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等。高分子材料体系中各组分的性质和比例很大程度上决定了材料耐老化性能的优劣。对于HDPE土工膜,密度越大,降解速率越快。土工膜厚度越大,耐久性越好。

在土工合成材料中加入少量添加剂可显著提高土工合成材料的抗老化性能。目前常用的添加剂有热稳定剂、紫外线屏蔽剂等。

对于HDPE土工膜,渗滤液中的过渡金属会与土工膜中的抗氧化剂反应,促进降解。的实验表明,表而活性剂能减小水的表而张力,加速抗氧化剂的迁移扩散,加快土工膜降解。

对于HDPE土工膜,含膨润土防水垫(GCL)保护层的衬垫中的土工膜比渗滤液中的降解更快。

2、外部因素:

施工对土工合成材料性能的不利影响较大,且与材料的使用时间无关。土工合成材料的施工损失与下列因素有关:用于摊铺合成材料的设备重量和类型;碾压、压实设备的重量和类型;土工合成材料的类型;填材料的压实厚度;回填材料的粒径和棱角。

对垃圾填埋场使用的HDPE土工膜,大量长期监测数据表明,有机垃圾的腐化分解会产生大量的热量使填埋场底部的温度升高,能加快土工膜降解。历史峰值温度及其持续时间对土工膜的使用寿命有很大影响。

紫外辐射对土工膜的性能影响很大。照射300h后土工膜的抗拉强度降低12.0%,断裂应变降低39.1%。

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