编织土工充泥管袋抗酸碱性能研讨 3页

—28—产业用纺织品第18卷总第119期编织土工充泥管袋抗酸碱性能研讨冯韶山顾金芝高小玲刘建霞吴建珍(东华大学,上海,200051)摘要:本文对聚丙烯编织土工织物耐酸碱性进行了试验,分析酸碱性作用和水解作用对其的影响,为其合理应用提供参考。关键词:聚丙烯,土工织物,充泥管袋,抗酸碱性干湿状态下性能无明显变化、不霉不蛀;强度和初0前言始模量较高,耐磨性和弹性均好。由于土工织物原料为聚丙烯扁丝,因此聚丙烯扁丝的性质决定土工合成材料在我国的应用开始于70年代了土工织物的重要性能。2后期,至今我国已在近万项工程中使用了近5亿表1聚丙烯扁丝编织物(310g/m)具体参数2m的土工合成材料。聚丙烯编织土工织物由于经向纬向具有强度高、抗撕裂强度大、抗蠕变性好、生产效织物密度(根/100mm)4739率高等特点,成为应用较广的土工合成材料,尤其扁丝宽度(mm)2112321283是作为充泥管袋,解决了砂石料缺乏地区利用当扁丝厚度(mm)0119001277地土料代替砂石料问题。目前,充泥管袋在堤坝中应用已十分普遍。2试验在盐碱地整治、围海工程、防洪工程、环境工程等应用中,土工织物受施工环境、应用场合的不211试样准备同影响,其性能将发生变化,进而对工程质量造成从编织土工充泥管袋原料上剪取6组试样,影响,有时导致严重后果。为此,本文研究编织土分别作为耐碱液、耐酸液浸渍样及对照样,每组包工织物在环境中的抗酸碱性能。括五块试样,尺寸为300mm×70mm。212缓冲溶液配制1聚丙烯扁丝原料的性质表2缓冲溶液配置参数表pH值配制方法聚丙烯扁丝的制造工艺与传统的化学纤维迥01mol/LHCl溶液900mL然不同,本试验样品原料采用薄膜成纤工艺,是塑11301025mol/L溶液900mL料薄膜通过纵向切割、拉伸制成窄条而得到扁丝。517NaAc.3HO180g溶入适量水中,加6mol/L聚丙烯扁丝结构大分子上无极性基团,分子间力HAc2314mL,稀释至900mL小且由于分子链比较柔顺,玻璃化温度为-19℃;715NHCl108g溶入适量水中,加15mol/L2152聚丙烯扁丝采用等规聚合,使大分子中的各原子mL,稀释至900mL及基团在三维空间做有规律的排布13011mol/LNaAc溶液900mL,熔点范围165℃～170℃。聚丙烯扁丝比重较轻,密度为213试验过程30191g/cm;不吸湿,标准状态下回潮率接近于0;采用1000mL烧杯作容器,表面皿覆盖,液 2000年第8期产业用纺织品—29—体量为试样重量的30倍,将药品放入烧杯,使其干燥。完全溶解,并将试样完全浸没在溶液中。利用恒充分干燥后的试样从两侧拆除大致数量相同温水浴锅加热,使温度保持在60℃±1℃,定期搅的纱线,使宽度保持在50mm,然后按GB/T拌缓冲液。试验装置避光放置,浸泡三天后取出。392311规定测试拉伸性能,采用100mm/min的拉对照样在温度为60℃±1℃的水中浸渍1h伸速率。(使用三级水)。浸渍样从液体中取出后,在水中清洗,然后在3试验分析0101mol/L的Na2CO3的溶液中清洗,最后再在水中清洗(保证充分清洗),清洗后的试样在室温下311酸碱性对聚丙烯土工织物性能的影响表3聚丙烯试样拉伸强力对照表类别pH=0pH=113pH=517对照样pH=715pH=13最大拉伸强力平均值(N)21441321971322502416226113221313变化率(%)-11125-9105-61870-6140-8139CV值(%)51736102619061097129315由试验结果可以看出,聚丙烯土工织物受不还伴随着热氧老化的发生。其具体过程如下。同pH值的酸碱溶液浸泡后强力产生不同程度的(1)链引发降低,且经过pH=0或pH=13溶液浸泡后,其强聚丙烯受到热或氧的作用,在分子结构的“弱力下降比较明显。其实,聚丙烯是碳链高聚物,大点”大分子链中叔碳原子处首先形成自由基,如下分子链无薄弱环节,化学稳定性好,除了在氯磺式。式中PH表示聚丙烯高分子链,P·表示丙烯酸、浓硝酸等氧化性酸中发生破坏外,对其他酸的分子自由基。K1抵抗性能良好;抗碱性强,除了浓的苛性钠外,其PHP·+H·他碱对聚丙烯强度无影响。但在本试验中,聚丙(2)链增长烯受到并不浓的酸碱溶液的浸泡时强力也发生明链引发一旦发生,自由基P迅速与氧结合,形显下降。成过氧化自由基POO,后者再与聚合物作用,摘取经分析发现,在此过程中发生的关键反应是氢原子形成氢过氧化物POOH,并产生另一个高水解降解,这导致了聚丙烯土工织物强力的下降。分子自由基。聚丙烯大分子链中叔碳原子上的氢原子比较活K3POO·+PHPOOH+P·泼,易受光、热影响而产生活泼的游离基,并引起K2P·+O2POO·游离基连锁降解反应,促使大分子链断裂。因为上述两反应可重复进行,其结果一方面使聚在pH=517和pH=715的弱酸弱碱条件下,土工合物不断进行氧化,另一方面生成越来越多的氢织物的强力已明显下降。而水对土工材料的侵蚀过氧化物,它又能分解成新的自由基再参与链式在足够高的温度下是很快的。氢离子和氢阳根离反应,即所谓歧化反应。所以氧化反应具有自动子在水解反应中起催化剂的作用,随酸性增强或催化特点。温度升高其降解程度也增加,这可由pH=0和pHK4=13条件下强力的下降看出。再者碱性温度下POOHPO·+HO·K5的降解还强烈依赖于试剂的渗透性,例如氨和胺2POOHPO·+POO·+H2O比苛性钠可以引起大得多的降解,但当苛性钠浓K6PO·+PHPOH+P·度高时又另当别论。K7再者,由于试验是在60℃条件下(模拟垃圾HO·+PHP·+H2O填埋场夏季环境条件)进行的,所以在浸泡过程中(3)链终止 —30—产业用纺织品第18卷总第119期当上述各反应形成的自由基达到一定的浓度时,由于彼此相互碰撞而导致链终止。其中POO4结论浓度最大,所以它的自身终止是主要反应。还有POO与P及P的自身终止反应。(1)聚丙烯扁丝具有良好的抗酸碱性,其拉伸K8模量和断裂强力都较高,而且比重小,价格低,具2POO·POOP+O2有竞争力,较适合作为土工合成材料的原料。K9POO·+P·POOP(2)聚丙烯土工合成材料在比较苛刻的环境K10条件下2P·P-P,例如在高温和酸性碱性及水解等条件综如此以来,聚丙烯发生了热氧老化以后,也引合作用下,强力会发生一定程度的衰减。(3)在垃圾填埋场、沿海护提、围海造地等使起自身的强力下降。312pH值不同对CV值离散性的影响用场合应用聚丙烯土工合成材料时应考虑各种环由试验结果可以看出,不同pH值浸泡液浸境因素综合作用,尤其要注意高温和酸性或碱性泡试样拉伸强力CV值差异较大。其原因分析如共同作用下的使用环境,还要注意水解作用的发下:①试样本身某些部分存在疵点,在酸碱溶液中生。浸泡时,有疵点的地方易受侵蚀,从而导致整根纤致谢:在此文的编写过程中,得到东华大学非维内部结构受到破坏,使得强力减小很明显,导致织造研究中心靳向煜、吴海波、殷保璞、黄建华几试样间强力差异大,从而CV值也大;反之,有的位老师的大力协助,尤其是靳向煜老师画龙点睛试样则存在较少的疵点,使得酸碱液的浸透程度的指导才使得本文得以圆满完成。在此,对几位较小,破坏仅仅发生在表面,对其强力影响较小,老师表示衷心感谢。如此以来,试样之间强力差异不大,CV值也较小。②由于试验条件和样品数量的限制,浸泡试样数参考文献量较少,这也可能是造成CV值波动较大的原因。[1]靳向煜1非织造工艺技术研究论文集1中国纺织大313聚丙烯土工织物应力-应变学出版社,1997酸碱性对编织土工织物的强力影响不是很[2]钱保功,许观藩,余赋生1高聚物的转变与松弛1科大。例如在pH=0时的断裂强度仅下降1112%,学出版社,1986而在pH=13时也仅下降816%。但酸碱性还是[3]姚穆,周锦芳等1纺织材料学1纺织工业出版社,对强力有一定的影响,随着酸碱性的增强织物强1980力呈现不同程度的下降。另外发现不同pH值的[4]范克雷维纶DW1聚合物性质1科学出版社,1981溶液对织物的强力影响在伸长率10%左右时最[5]林尚安,陆耘,梁兆熙1高分子化学1科学出版社,小,为814%;而在5%、15%及断裂伸长率时分别1998为15177%、915%、1112%。StudyofKnittedGeotextileAnti2AcidAlkaliPerformanceFengShaoshan,GuJinzhi,GaoXiaoling,LiuJianxiaandWuJianzhenAbstract:Theanti2acid2alkaliperformanceofpolypropylenegeotextileistested,theeffectofkindsofenvironmen2talfactors,especiallytheeffectofacidalkaliandhydrolysisonthisgeotextileisanalysed,asreferenceforitsrationaluse.Keywords:polypropylene,geotextile,tube,anti2acid2alkaliperformance