HDPE土工膜在垃圾填埋场中的应用

3.1塑料气候老化的因素
影响塑料气候老化的主要因素有太阳紫外辐射、太阳紫外光能量、氧和臭氧、温度、雨水与相对湿度、微生物。
3.2HDPE土工膜防老化设计
聚合物的耐老化性能是表征该材料使用寿命的最重要的特征之一，其老化的动因和形式有很多种，最常见的动因和形式是光、热和氧等的作用导致其光（氧）老化、热（氧）老化。土工膜在储存、运输、施工及使用过程中很难避免与光、热和氧接触，因此，关于土工膜的老化一直是设计和使用者最为关注的问题。
为保证土工膜的成型、储存、运输、热熔焊接及使用寿命，土工膜配方中通常都必须添加足量的抗氧化剂、光稳定剂和热稳定剂等。
考虑HDPE土工膜配方设计时，应先考虑膜的使用环境和各类防老化剂的应用效果，以及其他助剂之间的协同配合，使生产的HDPE土工膜质量优良且耐候性持久。
炭黑是一种非常优良的光屏蔽剂和热氧稳定剂，它几乎能全部地吸收可见光，强烈地反射紫外光，而且通过能量在其多核芳烃结构中的水平转移，显示良好的紫外线吸收功能。试验与经验表明，炭黑的光屏蔽效果与其粒度、分散性和用量等因素有关，一般情况下，炭黑的粒度以15～25nm为最佳，质量分数以2%～5%为宜，当炭黑量很低时，不能发挥其屏蔽紫外线功能，只有炭黑的质量分数达到2％以上时，材料方具有优良的防老化作用，当添加炭黑质量分数为2％时，土工膜的抗老化能力可提高20～30倍，质量分数超过5%时，对塑料的物理性能有不良影响。作为光稳定剂使用的炭黑品种以槽法炭黑为上品，特别是易混槽黑的效果尤佳，聚乙烯耐候性比较见表1。
表1聚乙烯耐候性比较

我国地域辽阔，区域气温差别很大，在我国低纬度地区如万宁与广州，塑料的气候老化速度远远高于其他地区，主要是因为南方气候严酷，高温、高湿以及高紫外辐射。HDPE土工膜防老剂添加炭黑（质量分数为2%～3％）与硫酚类抗氧剂（质量分数为0.1％～0.5％）并用，能发挥很好的协同作用。耐环境应力开裂能力（ESCR）定义为产品在环境诱发条件下所表现出来的抗应力开裂能力，是表征片材产品使用寿命的重要指标之一。北方地区严寒，冬季气温低，为提高普通PE的耐环境应力开裂性可在配方中添加适量的聚丁烯-1树脂，但最好选用耐环境应力开裂性好的共聚树脂。如齐鲁石化的燃气管道专用料2480，耐环境应力开裂性就十分优异，制造GH-2环保用高（中）密度聚乙烯土工膜，性能是十分可靠的。
3.3HDPE土工膜的工程防护
老化是高分子材料的固有特性之一，不能完全消除，但如果采取有效措施，可以大大延缓土工膜老化，延缓老化的措施可以从两方面着手：①在原材料中加入防老化剂，抑制光、氧、热等外界因素对材料的作用，如添加适量的抗氧剂、光稳定剂和深色炭黑等。②在工程中采取防护措施，如尽量缩短材料在日光中的暴露时间，用岩土（厚度在30cm以上）或深水覆盖等。
垃圾填埋场用HDPE土工膜防渗，防渗系统工程施工完成后应采取有效的保护措施。分段施工时，土工膜铺设后应及时完成上层覆盖，裸露在空气中的时间不应超过30d。边坡保护层可用袋装土、废旧轮胎等加以保护。
4结语
HDPE土工膜在垃圾填埋场中的应用：①合理的设计。使用的场合和部位要正确，所选的材料要满足工程环境使用要求。②精心的施工。HDPE土工膜的热胀冷缩会影响其安装和使用性能，故在施工中应为材料的热胀冷缩留出一定的余地，HDPE土工膜不宜拉得过紧，否则会因局部应力过大而造成HDPE土工膜破坏。HDPE土工膜铺设、焊接、质量检测严格按规范施工。③HDPE土工膜生产应与用户密切沟通，加强协调，可通过添加抗氧化剂、光稳定剂、热稳定剂提高HDPE土工膜的耐久性和防老化能力。④添加抗氧化剂、光稳定剂于塑料材料中只是提高塑料材料耐热、耐氧、耐光稳定性的方法之一。塑料在使用过程中，光照强度及温度等众多的因素都可直接或间接地削弱或抑制抗氧剂、光稳定剂的作用功能和效果。在工程中采取有效的保护措施延缓材料老化，提高工程使用寿命是土工合成材料工程应用的重要环节。
参考文献：略