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碳黑在HDPE土工膜中起到的作用

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碳黑在HDPE土工膜中起到的作用

發布日期:2019-11-25 作者:南昌天高 點擊:

碳黑是一種無定形碳,其外觀表征為輕而疏散的極細黑色粉末,比表面積大,是含碳物質經不完全燃燒或受熱分解的產物。碳黑的粒子不是孤立存在的,通常以若干粒子通過碳晶層互相穿插形成一定形態不同尺寸的聚集體。其結構性是以碳黑粒子間聚成鏈狀或枝狀的程度來表示的,碳黑結構性越高,越會形成三維孔洞。碳黑具有光吸收及逆向散射效果,還具有耐熱、耐光、耐化學品等特性,可以用作染料著色、也可以用于橡膠補強、還可用于光穩定劑等。

HDPE土工膜主要原料為高密度聚乙烯,高密度聚乙烯具有柔韌性好、耐化學穩定好強、高阻隔性等優點,但是紫外線對高密度聚乙烯等聚烯烴是非常有害的,會發生光降解(或光氧降解)反應,光降解導致主鏈斷裂,使得高密度聚乙烯性能急劇下降(外觀表征為變色、發硬)。而碳黑作為一種非常優良的光屏蔽劑,它幾乎能全部地吸收可見光,并反射紫外光。試驗證明,碳黑的光屏蔽效果與其粒徑、分散度和含量等因素有關。一般情況下,應用于HDPE土工膜中的專用碳黑,其粒徑以20~30nm為宜,粒徑過大其比表面積偏小效果不佳,但粒徑過小逆向散射減小且不易稀釋;碳黑含量以2%一3%為宜,當碳黑量很低時,不能發揮其屏蔽紫外線功能,而碳黑含量過高時,對HDPE土工膜的物理性能有不良影響。綜上所述,選用合適的HDPE土工膜專用碳黑色母料,利用先進的生產工藝將之均勻稀釋至聚乙烯原料中,能使HDPE土工膜獲得非常優異的耐候性能,再配合長效抗氧劑使用使得HDPE土工膜的抗老化耐候性能可提高30一50倍。

值得注意的是HDPE土工膜選用專用碳黑母料時,碳黑載體的選擇、母料溶體流動速率的設計都對HDPE土工膜成型產生影響,特別是專用碳黑母料不可以添加填充劑、擴散劑等低分子物,這些都會對HDPE土工膜在實際工程應用中的長效性產生影響。


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