非耐久性非织造布光降解及热氧降解性能检测与评价方法研究

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非耐久性非织造布在医药卫生、日常生活及社会实践等方面应用广泛,用量巨大且使用周期很短,如果材料本身不易降解,大量废弃之后会对环境造成巨大压力,目前国内外学者较多地研究纺织材料的生物降解,及聚丙烯等材料的光降解,而对其他材料如聚酯、聚乳酸、粘胶等材料的光降解及热氧降解性能及检测与评价方法研究较少。因此,通过对非耐久性非织造布光降解及热氧降解性能检测与评价方法的研究,制定出非耐久性非织造布光降解及热氧降解检测方法标准草案,不仅弥补我国这方面检测技术的空白,也为非耐久性非织造布生产加工等提供理论支持,从而改善非耐久性非织造布的光降解及热氧降解性能,为我国环境保护做出贡献。本文对市场上非耐久性非织造布种类和用途等进行充分调研,选取应用广泛的聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚酯(PET)、聚乳酸(PLA)、粘胶(CV)等5种材质共12种不同非织造布进行光降解及热氧降解实验,探索光降解性能及热氧降性能的检测方法,选择碳弧日晒机及氙弧日晒机在(65±3)℃、(50+5)%相对湿度的实验条件下对样品进行人工加速光降解实验,选择鼓风式热氧降解烘箱在三个控制温度(110±3)℃、(90±3)℃、(70±3)℃下对试样进行人工加速热氧降解实验,确定非耐久性非织造布降解性能测试参数和评价指标。研究发现,光谱能量分布、热氧降解温度等可以影响材料降解性能,除此之外,织物参数如厚度、密度等对织物光降解性能也有影响。随着降解周期的增加,材料断裂强力及断裂伸长率逐渐减小。织物及纤维受光辐照及热氧作用,表面光泽变差,表面先出现裂纹,之后裂纹不断增多加深,最终导致纤维断裂。红外光谱法可快速研究材料降解过程,羰基指数(C=O指数)及氢过氧化物指数(POOH指数)随着光辐照时间呈非线性变化,可用来表征材料降解性能及降解程度。材料降解后分子量降低,熔融峰值降低,熔融峰值变化量可用来表征及评价材料的降解性能。光降解添加剂可加速材料光降解进程。断裂强力及断裂伸长率保留率是从织物物理性能方面对其降解性能进行评价,但对已断裂材料无法进一步研究;织物及纤维外观形态变化可形象直观反映材料降解情况,但无法进行定量分析;红外光谱法可通过C=O指数变化,对聚烯烃类材料降解程度进行定量分析,检测出降解过程分子链中新基团的生成及含量变化,但该方法不适用于PET. CV等材料;分子量变化是最直观准确评价材料降解性能方法之一,普适性较好;材料熔融峰值变化可定量评价其降解程度,但不适用于天然纤维或再生纤维素类材料。本文对非耐久性非织造布光降解及热氧降解性能检测与评价方法的研究为起草《纺织品非织造布光降解的测定》及《纺织品非织造布热氧降解的测定》标准草案提供了理论依据,为非织造布的光降解及热氧降解的检测及评价提供理论及应用依据,也为非织造布的生产加工提供帮助。
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