特性
(1)性能
聚丙烯密度为0.91g/cm3,是常见树脂中密度较小的。而聚酯密度为1.38g/cm3。相同单位面积质量的土工布,聚丙烯土工布单位面积内的纤维实际体量更多,相应的机械性能更好,加筋、防护等功能更优。
(2)经济性
国际标准及工程设计均采用标称断裂强度规格,而我国均以土工布单位面积质量为规格。但是,这种局面正在改变。我国2008版长丝纺黏非织造土工布标准GB/T 17639—2008已经将标称断裂强度作为长丝纺黏针刺非织造土工布规格,由单位面积质量改为标称断裂强度,而随着2017年新修订的GB/T 17638短纤针刺土工布标准也统一采用标称断裂强度作为土工布型号的命名方式,代表着我国以土工布单位面积质量为产品规格的方式全面退出历史舞台。这种情况下,聚丙烯纺粘针刺土工布的经济性就得以显现。例如:水利工程常用的20kN/m土工布,可以选用两种土工布:PET 20—4—400和PP 20—4—300。其中20代表标称断裂强力,4代表幅宽,400和300代表单位面积克重。这样一吨聚酯土工布有2500m2,而聚丙烯土工布则有3333m2,比聚酯多833m2,覆盖面积更广。
(3)耐酸碱性
聚丙烯土工布具有耐酸碱性能。无论常温或较高温(70℃、100℃)条件下,其耐碱及各种盐类的性能尤为突出,在室温下它几乎耐所有的无机酸和有机酸,70℃耐10%盐酸、40%硝酸及30%硫酸的性能良好。实际工程中绝大多数情况下都有偏酸碱环境存在。比如:盐渍土壤、火山灰土壤等天然酸性环境;垃圾填埋场、尾矿库等,以及工程材料如水泥、粉煤灰等人为构成的酸碱性。聚丙烯纺粘针刺土工布在这些环境应用具有较高的稳定性。
(4)安全性
聚酯本身无毒,但其分解后产生的对苯二甲酸和乙二醇为具有毒性物质,大量产生对环境污染较大。而聚丙烯其老化产物为烷烃类有机物,对环境影响相对较小。
虽然聚丙烯纺黏针刺与聚酯纺黏针刺土工布生产工艺相似,但是由于原料性能的不同,工艺参数相差很大。比如借鉴聚酯工艺生产聚丙烯纺粘针刺土工布时出现以下两个问题:一是侧吹风冷量不足,冷却不足,纤维在牵伸器入口处有黏结现象,二是气流拉伸工艺不当,产生的聚丙烯长丝强力较低,制备的聚丙烯纺粘针刺土工布强力较低。近两年,我国聚丙烯纺粘针刺土工布生产技术有了一定的进展,但是大多处于实验室研发阶段,还未达到工业化生产。
性能
聚丙烯纺粘针刺土工布一般性能是指《GB/T 17639—2008土工合成材料 长丝纺黏针刺非织造土工布》规定的技术要求。该技术要求分为内在质量和外观质量。内在质量又分为基本项和选择项,基本项技术要求如表所示。选择项包括动态穿孔(mm)、刺破强力(N)、纵横向强力比、平面内水流量(m2/s)、湿筛孔径(mm)、摩擦因数、抗紫外线性能、抗酸碱性能、抗氧化性能、抗磨损性能、蠕变性能、拼接强度等。选择项的标准值由供需合同规定。每一卷土工布上不允许存在重缺陷,轻缺陷每200m2应不超过5个,否则外观质量为不合格。说明:
①规格按断裂强度,实际规格介于表中相邻规格之间,按线性内插法计算相应考核指标,超出表中范围时,考核指标由供需双方协商确定。
②实际断裂强度低于标准强度时,标准强度对应生产率不作复合型判定。
③第8项至第9项标准值按设计或协议。
1 | 纵横向断裂强度/(kN/m)≥ | 4.5 | 7.5 | 10 | 15 | 20 | 25 | 30 | 40 | 50 |
2 | 纵横向标准强度对应伸长率/% | 40~80 | ||||||||
3 | CBR顶破强力/kN≥ | 0.8 | 1.6 | 1.9 | 2.9 | 3.9 | 5.3 | 6.4 | 7.9 | 8.5 |
4 | 纵横向撕破强力/kN≥ | 0.14 | 0.21 | 0.28 | 0.42 | 0.56 | 0.7 | 0.82 | 1.1 | 1.25 |
5 | 等效孔径0go(0gs)/mm | 0.05~0.20 | ||||||||
6 | 垂直渗透系数/(cm/s) | Kx(10-1~10-3) | ||||||||
其中:K=1.0~9.9 | ||||||||||
7 | 厚度/mm≥ | 0.8 | 1.2 | 1.6 | 2.2 | 2.8 | 3.4 | 4.2 | 5.5 | 6.8 |
8 | 幅宽偏差/% | -0.5 | ||||||||
9 | 单位面积质量偏差/% | -5 |