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本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_o-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。本研究发现: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。本研究认为: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。