层压土工片(板)的性能特点

（一）层压土工片（板）产品设计

1.原材料选择

根据土工片（板）工程使用性能要求，其必须具有在高、低温下的刚性和韧性及抗老化等特性，并且材料又要成本低，使得既能提高工程质量又降低工程造价，因此目前用层压法生产土工板的基材选择一般为聚氯乙烯和聚丙烯二类树脂。聚氯乙烯、聚丙烯是通用树脂，随着国内外助剂工业的发展，弥补了其在加工中的缺点，使其在工程领域中得以应用发展。由于应用环境的特殊性，在选择P P、P VC为主材料时，应着重解决材料的耐老化问题和低温性能的问题。

选择PP树脂为主材料时，用改性材料共混改性，并添加抗氧剂及光稳定剂等，材料的耐老化和低温性能问题可得以改善。以下重点介绍以聚氯乙烯为主材料的配方设计。

2.以PVC为主材料的配方设计

（1）PVC树脂的黏度

树脂的相对分子质量对制品的性能影响很大，一般来讲黏度随其相对分子质量的增加而增大，相对分子质量越大，力学性能越高，耐寒性越强，热稳定性越好，玻璃化温度越高，成型温度也越高。由于硬聚氯乙烯的流动比低于其他热塑性塑料的流动比（仅为ABS的一半），要提高其在压延成型时的流动性，必须首先提高树脂本身的热流动性，即降低黏度，因此所使用的P VC树脂黏度要较低些。一般采用牌号为SG5的树脂，它的相对分子质量相应较低，热稳定性及流动性较好，加工比较容易。但是随着黏度的降低，其分子链变短，力学性能也随之下降，耐低温性变差，低温下呈脆性等，这些缺点在设计配方时将综合考虑。

（2）辅助材料

聚氯乙烯是热敏塑料，当加热温度高于100℃时，即伴随着脱氯化氢反应，在P VC的加工温度（170℃左右）则降解速度加快，并发生变色和大分子交联，PVC的成型温度与分解温度的范围较窄，而且与受热的时间影响关系甚大。要使P VC树脂在加工过程中保持有较好的热稳定性，即在185℃温度下热稳定时间保持100min以上而无明显变色，提高热稳定性可用能抑制脱氯化氢反应，又能与氯化氢有吸收作用的稳定剂。目前稳定剂种类很多，各有利弊，如铅盐类，有机锡化合物，液体复合稳定剂，硬脂酸的金属皂类等。权衡稳定效果及价格等因素，用于硬P VC板材用热稳定剂采用铅盐类。

为保证压延成型时不致产生“黏辊”，使用铅盐类稳定剂又无润滑作用，增加了成型时的困难。配方中加入适宜的润滑剂能改善“黏辊”问题。润滑剂按作用机理可分为内润滑与外润滑剂。但内润滑剂与外润滑剂又无严格的界限只是相对而言。根据成型时要求，采用以内润滑为主，外润滑为辅的润滑剂较能满足成型加工时的要求。

作为工程用制品，要求有一定的抗冲击性、刚性及耐低温性。而硬P VC选用树脂的K值较低，分子链相应的较短，力学性能无法与其他塑料（如ABS等）相比，因此加入有效的抗冲改性剂以改善硬P VC塑料的冲击强度。硬P VC所用的抗冲改性剂必须与P VC树脂有适当的亲和性和耐低温性，为使加工时的物料更为均匀，选用与P VC树脂黏度大致相同的抗冲改性剂。总之，所选用的P VC的抗冲改性剂既要提高最终制品的冲击性能，耐低温性，又要不影响其在成型时的加工性能。

考虑到使用环境对产品性能的影响，以及在长期使用状态下保持产品性能稳定等因素，在原材料的基础上再添加抗氧体系，以提高材料的耐老化性能。另外，加入约2%的炭黑，它能吸收或反射紫外线，它的存在犹如在聚合物和光辐射之间设立了一道屏障，使光不能直射到聚合内部，从而有效地抑制光老化。(www.xing528.com)

P VC的加工助剂可改善其加工性能及对产品质量稳定性十分有利，同时提高物料混合、塑化的均匀性，甲基丙烯酸酯类的共聚物是理想的加工助剂。

综上所述，经多次试验论证，一个符合产品使用性能的较为理想的配方经压延成薄片后再层压成型，效果较为满意。

配方如表3-4-7所示。

表3-4-7 符合产品使用性能的配方

（二）层压土工片（板）一般性能

层压法土工片（板）生产技术的研究及产品的应用在我国尚处于开发阶段，目前暂无国家标准。因此层压法土工板性能要求的依据主要来自两个方面，一是工程所需的要求，二是国家标准《GB/T 4454—1996硬质聚氯乙烯板》。表3-4-8是以聚氯乙烯为基材的性能测试值，其结果达到工程所需要求。

表3-4-8 层压法土工板性能测试值

续表

层压法土工板外观质量要求如表3-4-9所示。

表3-4-9 层压法土工板外观质量要求