论文题目: 聚丙烯土工织物的使用寿命预测
论文类型: 博士论文
论文专业: 纺织工程
作者: 杨旭东
导师: 丁辛
关键词: 聚丙烯,光氧老化,寿命预测,人工加速老化,大气自然老化
文献来源: 东华大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着土工合成材料在工程领域的广泛应用,对其老化问题的研究,特别是如何准确预测土工合成材料的使用寿命,显得日趋重要。本课题以长江口深水航道治理工程中大量使用的聚丙烯土工织物为研究对象,围绕其使用寿命预测这一问题展开研究工作。 本文对聚丙烯土工织物在不同产外使用环境下的老化行为进行了研究。在上海某地方建立了户外曝晒场,进行了一年的大气自然老化试验,定期对试样的断裂强力进行测试,并对老化过程中各环境因素,包括紫外辐射、温度和降雨量进行了监测。结果表明,在户外曝晒的环境条件下,紫外辐射对聚丙烯土工织物老化起决定性作用,而且紫外辐射能对聚丙烯土工织物的老化有累积效应,即聚丙烯土工织物的强力下降与所接受的累积紫外辐射能呈线性关系。对于温度和降雨量等其他环境因素,所完成的实验并没有明确的迹象表明这些因素影响到紫外辐射所起的作用。同期在曝晒场采取不同的掩埋深度对聚丙烯土工织物进行沙土掩埋试验。试验结果表明,土壤中的温湿度、含氧量、微生物和化学物质等对聚丙烯土工织物老化没有显著影响。在横沙码头2m深的水域进行的水下老化试验结果表明,在无紫外辐射的作用下,水和水下微生物、化学物质等对聚丙烯土工织物老化不产生显著影响。通过以上三种不同的户外老化试验可以看出,光氧老化是聚丙烯土工织物强力下降的主要因素,其他环境因素的影响较小。因此,探索紫外辐射对聚丙烯光氧老化所起的作用,就有可能对其使用寿命有较准确的把握。 在此基础上,采取人工加速老化和大气自然老化试验,对不同老化过程中聚丙烯长丝试样的断裂强力、特性粘度(粘均分子量)、熔点和结晶度进行了测定。结果表明,在两种老化条件下,聚丙烯长丝的熔点随着老化时间的增加而降低,其下降趋势与断裂强力相一致,
论文目录:
摘要
Abstract
第一章 引言
1．1 研究背景
1．2 研究意义
1．3 研究目标
1．4 研究内容及研究方法
1．5 研究的创新点
1．6 论文的章节安排
第二章 文献综述
2．1 环境因素对聚丙烯材料老化的影响
2．2 土工合成材料的寿命预测
2．3 土工合成材料的老化试验方法和标准
2．4 老化性能的表征和测试
2．5 本章小结
第三章 不同环境下聚丙烯土工织物的老化行为
3．1 试验材料
3．2 大气自然老化试验
3．2．1 曝晒试验
3．2．2 取样及性能测试
3．2．3 试验结果及讨论
3．3 沙土掩埋试验
3．3．1 试验条件
3．3．2 试验结果及讨论
3．4 水下老化试验
3．4．1 试验条件
3．4．2 试验结果及讨论
3．5 本章小结
第四章 聚丙烯光氧老化过程中的宏微观关系
4．1 试验
4．1．1 试样
4．1．2 光氧老化试验
4．1．3 试样性能测试及表征
4．2 结果及讨论
4．2．1 断裂强力
4．2．2 熔点和结晶度对断裂强力的影响
4．2．3 特性粘度对断裂强力的影响
4．2．4 人工加速老化和大气自然老化的相关性
4．3 本章小结
第五章 紫外辐射强度对聚丙烯光氧老化的影响
5．1 试验
5．1．1 光氧老化试验
5．1．2 试样性能测试及表征
5．2 结果及讨论
5．2．1 不同辐射条件下聚丙烯的光氧老化动力学过程
5．2．2 光谱分布对聚丙烯光氧老化的影响
5．2．3 人工加速老化和大气自然老化的相关性
5．3 本章小结
第六章 聚丙烯长丝光氧老化的寿命预测
6．1 累积紫外辐射能量等值原则的正确性
6．2 特性粘度表征断裂强力的正确性
6．3 特性粘度随紫外辐射变化的规律
6．4 羰基指数与光氧老化动力学过程的关系
6．5 寿命预测方程的建立
6．6 本章小结
第七章 应力对聚丙烯光氧老化的影响
7．1 试验
7．1．1 老化试验
7．1．2 蠕变试验
7．1．3 试样性能测试及表征
7．2 试验结果及讨论
7．2．1 应力对断裂强力的影响
7．2．2 聚丙烯长丝的蠕变性能分析
7．2．3 聚丙烯长丝的安全应力
7．3 本章小结
第八章 总结与结论
参考文献
附录一 土工织物强力测试数据
附录二 W检验结果
附录三 显著性分析结果
附录四 聚丙烯长丝测试数据
附录五 不同老化条件下的羰基指数
附录六 应力老化试验测试数据
攻读博士学位期间发表论文情况
致谢
发布时间: 2006-05-09
参考文献
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