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HDPE土工膜在垃圾填埋场中的老化防护原理

HDPE土工膜防老化设计,垃圾卫生填埋场应用广泛、成功的是高密度聚乙烯(HDPE)膜,与其他防渗材料相比,它具有好的耐久性。高分子材料在户外暴露于太阳光和大气的情况下,因吸收紫外线光而产生一系列复杂而有害的过程,人们常称这种过程为大气环境中的光氧老化(光氧降解过程),实质上就是高分子链发生了种种物理和化学变化的结果。如表现在外观变色、表面皲裂、物理力学和电性能变坏等。由于表面皲裂或变脆往往会导致材料韧性和强度急剧下降,以致终丧失力学性能。

高密度聚乙烯土工膜聚合物的耐老化性能是表征该材料使用寿命的重要的特征之一,其老化的动因和形式有很多种,常见的动因和形式是光、热和氧等的作用导致其光(氧)老化、热(氧)老化。土工膜在储存、运输、施工及使用过程中很难避免与光、热和氧接触,因此,关于土工膜的老化一直是设计和使用者为关注的问题。

为保证土工膜的成型、储存、运输、热熔焊接及使用寿命,土工膜配方中通常都必须添加足量的抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂等。考虑HDPE土工膜配方设计时,应先考虑膜的使用环境和各类防老化剂的应用效果,以及其他助剂之间的协同配合,使生产的HDPE土工膜质量优良且耐候性持久。

HDPE土工膜的工程防护:老化是高分子材料的固有特性之一,不能完全消除,但如果采取有效措施,可以大大延缓土工膜老化,延缓老化的措施可以从两方面着手:①在原材料中加入防老化剂,抑制光、氧、热等外界因素对材料的作用,如添加适量的抗氧剂、光稳定剂和深色炭黑等。②在工程中采取防护措施,如尽量缩短材料在日光中的暴露时间,用岩土(厚度在30cm以上)或深水覆盖等。垃圾填埋场用HDPE土工膜防渗,防渗系统工程施工完成后应采取有效的保护措施。分段施工时,土工膜铺设后应及时完成上层覆盖,边坡保护层可用袋装土、废旧轮胎等加以保护。