聚丙烯土工布纤维抗老化性能研究与测试

摘要

该研究采用加速老化实验方法(烘箱法),对聚丙烯纤维分别在120℃、125℃、130℃和135℃条件下进行了热老化实验,绘制了老化曲线,在此基础上建立了预测聚丙烯纤维老化耐用期的数学模型;估算了聚丙烯土工布在正常使用温度下的老化耐用期;讨论了临界值的选取对方程及估算结果的影响;对经不同处理的纤维试样进行了热老化对比实验,及加压和不加压土工布的热老化对比实验,并从机理上分析了几个主要的外界因素(水、酸、碱、金属离子、压力等)对其寿命的影响程度.从而可为聚丙烯土工布的开发和应用提供一定的参考依据.实验所建立的预测聚丙烯纤维的耐用期的方程为:logK=5.55×10<'3>(1/T<,i>-1/T<,r>)对比实验结果表明:酸(pH=5)、碱(pH=9)、纯水和水中的金属离子都会影响聚丙烯纤维的耐老化性能.其中,酸、碱的作用导致纤维耐用期降低约13％,水的作用导致纤维耐用期降低约20％,在铜离子的作用下,纤维的耐用期约下降了54％.可见,金属离子对聚丙烯土工布纤维的寿命影响最大,水的影响次之,酸、碱对其影响最小;在受压情况下,土工布的寿命明显降低.一般较常见的关于土工布老化的影响因素的研究,多以光、水分、酸碱为主.该研究发现:即使是微量的金属离子就会对聚丙烯土工布的老化产生很大影响,使其寿命大大降低.而且,当今环境污染比较严重,土壤里可能存在着大量的重金属离子.对于常用于地下埋置使用的土工布,金属离子对其寿命的影响是应该重点考虑的一个因素.临界值C的选择,对方程log τ=a/T+b中的系数a影响并不是很大,但在150℃的条件下,所测得的参比耐用期是不同的,造成了预测结果的很大的差别.因此,在实验中选取合适的临界值相当重要.该研究认为:选取初始值的1/3作为老化的终点,是比较可靠和符合实际的.

目录

文摘

英文文摘

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一、前言

1.1概述

1.1.1土工布

1.1.2土工布的发展

1.1.3生产土工布的工艺及原料

1.2土工布的老化

1.2.1土工合成材料的老化机理及影响因素

1.2.2土工布的防老化方法

1.3老化实验

1.3.1土工合成材料老化实验方法

1.3.2人工气候实验和大气老化实验的相关性及土工合成材料的寿命预测

1.3.3老化实验中采用的检测和分析方法

1.4本研究课题的意义及创新点

1.4.1研究意义

1.4.2课题研究的内容及创新点

二、实验部分

2.1实验方案设计依据

2.2聚丙烯纤维及土工布试样的制备

2.2.1聚丙烯纤维试样制备

2.2.2聚丙烯土工布试样制备

2.2.3聚丙烯土工布专用树脂及产品技术指标

2.3老化实验

2.3.1纤维的预处理

2.3.2未处理纤维老化实验

2.3.3酸碱处理纤维老化实验

2.3.4水处理纤维老化实验

2.3.5接触金属纤维老化实验

2.4不同聚丙烯切片纤维的抗老化性能比较

2.4.1热老化性能比较

2.4.2日晒老化性能比较

2.4.3低温老化性能比较

2.5纤维与土工布的抗老化性能对比实验

2.6测试

三、实验结果与理论分析

3.1老化方程的建立

3.1.1未处理纤维老化实验结果

3.1.2老化方程的建立

3.1.3纤维耐用期估算

3.2老化机理

3.3对比实验结果

3.3.1酸碱处理纤维老化实验

3.3.2水处理纤维老化实验

3.3.3接触金属纤维老化实验

3.3.4不同聚丙烯切片纤维的抗老化性能比较

3.3.5纤维与土工布的抗老化性能对比实验

3.4临界值C的讨论

3.5与国外聚丙烯塑料制品的比较

四、结论

参考文献

需要进一步解决的问题

致谢

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