LDPE–20%Na2SO4:Sm3+复合材料兼具稀土离子特征性发光和聚合物易加工成型等优点,广泛应用于农用光功能薄膜领域。本文中所使用的无水芒硝(Na2SO4)是一种在紫外光照射下发射白光的荧光矿材,Sm3+掺杂无水芒硝而成的荧光粉单色性强、光转化率高;以LDPE为基质形成的新型复合功能材料,完善了荧光粉易受外界湿度、酸碱度等因素影响的问题。针对复合材料的外部环境的应用,对材料分别施以酸浸泡、γ射线辐照处理,结合正电子湮没技术、荧光光谱分析等手段,表征聚合物复合材料的微观结构和光谱特性的变化。本文简单介绍了Na2SO4:Sm3+荧光粉掺杂LDPE基质的制备过程,以光功能膜的外部环境应用为背景,配制出与自然酸性降雨相同成分、比例的模拟溶液,并对该复合材料进行了不同时长的模拟酸液浸泡;同样对LDPE–20%Na2SO4:Sm3+复合材料实施不同剂量的γ辐照试验。利用荧光光谱、正电子湮没技术和X射线衍射等方法,对实验结果进行分析以研究酸浸泡、γ射线辐照处理的复合材料的发光性能、自由体积特性和微观结构的变化。1)以酸雨为背景的不同时长的模拟酸液浸泡复合材料,致使发光材料的相对发光强度降低,这主要因为酸液浸泡促使复合材料部分支链发生断裂,荧光粉内部Sm3+发光中心的相对浓度下降。这一结论恰印证了XRD结果,即溶液浸泡致使基质吸水肿胀,部分阳离子扩散到高分子间隙作为成核剂取代NaSm??电子空穴,从而促使复合材料基质非晶区链段的规整度提高,进而提高复合材料的结晶度。2)不同剂量的γ辐照致使复合材料出现羰基C=O,说明辐照导致高分子链段发生断裂;由紫外-可见吸收光谱可知,随着辐照剂量的增加,材料的光学带隙gE呈现明显降低的趋势。材料交联结构越多,光学带隙越小,复合材料交联相较断链占据主导地位,结晶度的提高表现为复合材料硬度的增强。3)常规正电子寿命谱测量酸液浸泡的复合材料显示,浸泡初期材料吸水肿胀致使高分子链段间隙扩大,自由体积孔洞浓度增加。随着浸泡时长的增加,水分子和模拟溶液中的部分酸根离子开始占据自由体积孔洞位置,自由体积的尺寸减小;γ辐照会导致复合材料自由体积的浓度明显下降,归因于具有电子亲和性的氧自由基的出现,抑制了复合材料中o-Ps电子偶素的形成,掺杂的荧光物质颗粒不能很好的填充LDPE聚合物的网络结构,导致复合材料的发光性能下降。