HDPE防滲膜的自然老化使人們一直對(duì)尋求能夠長期抵抗紫外線和保護(hù)HDPE膜的途徑非常感興趣。一般來說，自然老化和其它環(huán)境因素引起的材料壽命的變化，都?xì)w結(jié)為老化。材料的變化可以通過研究材料的力學(xué)性能的變化來判斷。在一定條件下，可以用材料性能的變化來估計(jì)材料的壽命。
HDPE防滲膜是用最優(yōu)質(zhì)的聚乙烯樹脂制造的。為了防止紫外線引起的老化，在材料中加入含量為2％～3％的粉末狀碳黑。碳黑可以非常有效地抵抗自然老化引起的材料性能衰退達(dá)50年以上。高密度聚乙烯在無氧條件下抗紫外光和熱的作用非常穩(wěn)定。聚乙烯在熱降時(shí)解遵循無規(guī)斷鏈及分子內(nèi)和分子間轉(zhuǎn)移反應(yīng)的機(jī)理，只有在350℃以上的高溫下，才會(huì)發(fā)生分子鏈斷裂分解，降解產(chǎn)物有乙烯、丙稀、丁烯和分子鏈更長的烯烴碎片。美國著名的AT＆T貝爾實(shí)驗(yàn)室，許多年前就得出結(jié)論，聚乙烯抗紫外線和抗自然老化能力超過45年。
在采用碳黑的同時(shí)，HDPE防滲膜還加入了高效的抗紫外線化學(xué)穩(wěn)定劑（2-羥基-4-正辛氧基二苯酮，也稱OIT），是判斷HDPE防滲膜抗老化能力的重要指標(biāo)之一。這些添加劑可以吸收射線和隔離那些游離的物質(zhì)，以保護(hù)聚乙烯抵抗熱降解和與周圍材料發(fā)生可能的化學(xué)反應(yīng)。由于所使用的聚乙烯樹脂、化學(xué)穩(wěn)定劑以及碳黑分散體都經(jīng)過研究和測(cè)試得到提高，所以經(jīng)合理配方和先進(jìn)設(shè)備生產(chǎn)的聚乙烯產(chǎn)品在工程項(xiàng)目中抵抗自然老化的壽命超過50年。
不僅添加劑的質(zhì)量很重要，而且聚乙烯樹脂本身在抗紫外線方面也起著至關(guān)重要的作用。樹脂的許多性能是可以調(diào)整的，以提高其抗紫外線的能力?，F(xiàn)在已經(jīng)證明降低聚乙烯基礎(chǔ)樹脂的密度是會(huì)降低樹脂的抗老化和抗化學(xué)性能，同時(shí)也會(huì)降低化學(xué)穩(wěn)定劑和碳黑的效果。寬若認(rèn)為在需要材料具有長期可靠的抗老化和抗化學(xué)性能的場(chǎng)合，不適合選用密度低于0.91g/cm3聚乙烯樹脂。
當(dāng)然，還有其它一些會(huì)影響材料的抗老化和使用壽命的因素。這些會(huì)影響和改變材料抗紫外線的因素有：
平均密度
碳黑類型，含量和分散體
密度范圍和分布
化學(xué)穩(wěn)定劑系統(tǒng)
催化劑的類型和殘留量
共聚物的類型
與化學(xué)混合物接觸
破壞判斷準(zhǔn)則
重慶高碩科技有限公司工程部
2013.09.16
