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碳黑在HDPE土工膜中的重要作用

  来源:www.sgsxws.com
  HDPE土工膜的主要原料为高密度聚乙烯,它具有柔韧性好、耐化学稳定强、阻隔性高等优点,但是紫外线对高密度聚乙烯等聚烯烃是有害的,会发生光降解(或光氧降解)反应,光降解会导致主链的断裂,使得高密度聚乙烯性能的急剧下降(外观表征为变色、发硬),因此土工膜中一定要用到碳黑。
  碳黑是一种无定形碳,其外观表征为轻而疏散的细黑色粉末,比表面积大,是含碳物质经不完全燃烧或受热分解的产物。碳黑的粒子不是孤立存在的,通常以若干粒子通过碳晶层互相穿插形成一定形态不同尺寸的聚集体。其结构性是以碳黑粒子间聚成链状或枝状的程度来表示的,碳黑的结构性越高,越会形成三维孔洞。碳黑具有光吸收及逆向散射效果,还具有耐热、耐光、耐化学品等特性,可以用作染料着色、也可以用于橡胶补强、还可用于光稳定剂等。
  碳黑作为一种非常良好的光屏蔽剂,它几乎能吸收全部的可见光,并反射紫外光。试验证明,碳黑的光屏蔽效果与其粒径、分散度和含量等因素有关。一般情况下,应用于HDPE土工膜中的碳黑粒径以20~30nm为宜,粒径过大,其比表面积会偏小,使用效果不佳,但粒径过小的话,其逆向的散射会减小且不易稀释;碳黑含量以2%一3%为宜,当碳黑量很低时,不能发挥其屏蔽紫外线的功能,而碳黑含量过高时,对土工膜的物理性能又会有不良的影响。
  综上所述,选用合适的HDPE土工膜专用碳黑色母料,利用先进的生产工艺将之均匀稀释至聚乙烯原料中,能使土工膜获得更好的耐候性能,再配合长效抗氧剂使用,能让土工膜的抗老化耐候性能提高30一50倍。
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