聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)評價方(fang)法(fa)

聚(ju)丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布按耐用性(xing)能分(fen)為(wei)耐(nai)久(jiu)性(xing)非織(zhi)造(zao)布（如服(fu)飾用(yong)、土(tu)木建(jian)築用(yong)）和環(huan)保可降解性(xing)非織(zhi)造(zao)布（如環(huan)保型購(gou)物袋、農用非(fei)織(zhi)造(zao)布地膜(mo)等）。聚(ju)丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布在使用(yong)過程中發生(sheng)的老化主(zhu)要(yao)由(you)太(tai)陽光中(zhong)的(de)紫(zi)外(wai)線(xian)輻(fu)射所引(yin)起(qi)，對聚丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)宏觀(guan)評價方(fang)法(fa)有(you)自然老(lao)化試驗(yan)法和人(ren)工模擬老(lao)化實(shi)驗(yan)法，微(wei)觀分(fen)析(xi)方(fang)法(fa)有(you)特性(xing)粘度法(fa)、差(cha)示(shi)掃(sao)描量熱法、紅外(wai)光譜(pu)法(fa)等，本文(wen)將對聚丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化的(de)反(fan)應機理及(ji)其(qi)微觀(guan)和宏觀(guan)評價方(fang)法(fa)進(jin)行(xing)討論。

壹(yi)、聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)微觀(guan)評價方(fang)法(fa)：
非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)宏觀(guan)變(bian)化與(yu)材料(liao)的微觀結構變化密(mi)切相(xiang)關(guan)，如相對分子(zi)質量的變化和新官(guan)能(neng)團的產生(sheng)，都(dou)會終表(biao)現(xian)為(wei)其(qi)物理(li)性(xing)能的(de)變化，光老(lao)化的(de)微(wei)觀(guan)結構變化可通(tong)過(guo)特性(xing)粘度、差(cha)式掃描(miao)量熱（DSC）曲線、紅(hong)外(wai)光譜(pu)等(deng)方(fang)式來評價。
1.特性(xing)粘度
特性(xing)粘度與(yu)高(gao)分(fen)子(zi)的相(xiang)對分子(zi)質量存在(zai)定(ding)量關(guan)系(xi)，可以(yi)作為(wei)相(xiang)對分子(zi)質量的量度，與(yu)非(fei)織(zhi)造(zao)布的強度等(deng)物(wu)理(li)性(xing)質線(xian)性(xing)相關(guan)，可以(yi)用(yong)於(yu)表(biao)征(zheng)聚(ju)丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的光老(lao)化程(cheng)度。楊(yang)旭(xu)東的研究(jiu)表(biao)明，無論是(shi)在自(zi)然老(lao)化還(hai)是(shi)人(ren)工加(jia)速老(lao)化條(tiao)件(jian)下(xia)，聚(ju)丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的斷裂強力(li)和特性(xing)粘度均有(you)相同(tong)的變(bian)化規(gui)律(lv)。楊旭(xu)東等人(ren)還(hai)采(cai)用(yong)特性(xing)粘度保持率作為(wei)光老(lao)化程(cheng)度的(de)指(zhi)標(biao)，建(jian)立(li)了(le)基(ji)於累積(ji)紫(zi)外(wai)輻(fu)射能的(de)壽命預(yu)測方(fang)程(cheng)。
采(cai)用(yong)特性(xing)粘度來(lai)表(biao)征(zheng)聚(ju)丙(bing)烯材料(liao)的光老(lao)化性(xing)能，可以(yi)減少因測試聚(ju)丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)材料(liao)宏觀(guan)性(xing)能時(shi)所產生(sheng)的隨機誤差(cha)。
2.差(cha)示掃(sao)描量熱法
采(cai)用(yong)差示掃描(miao)量熱法（DSC）可以(yi)分(fen)析(xi)出高聚(ju)物(wu)的熔點(dian)和結晶情況(kuang)，熔點(dian)的高低反應了(le)材料(liao)熔融(rong)的(de)難(nan)易程度，與(yu)材料(liao)的相對分子(zi)質量有(you)關(guan)，而相(xiang)同(tong)條(tiao)件下(xia)得(de)出(chu)的DSC結晶曲(qu)線(xian)的變化可以(yi)反(fan)映出結(jie)晶情況(kuang)的(de)變化，這(zhe)些都(dou)可以(yi)從(cong)壹(yi)定程(cheng)度上(shang)反(fan)映出聚(ju)丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化的(de)程(cheng)度。解昊(hao)采(cai)用(yong)DSC研究(jiu)了(le)聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布在自然老(lao)化和人(ren)工加(jia)速老(lao)化過(guo)程(cheng)中(zhong)熔融(rong)溫(wen)度和結晶情況(kuang)的(de)變化，發(fa)現(xian)自(zi)然老(lao)化時(shi)隨時(shi)間(jian)變(bian)化，熔融(rong)溫(wen)度幾(ji)乎(hu)不變(bian)，結晶度和結晶速率逐(zhu)漸提高(gao)；而人(ren)工老(lao)化過(guo)程(cheng)中(zhong)熔融(rong)溫(wen)度不斷降低(di)，結晶度溫(wen)度也(ye)不斷下(xia)降。
差(cha)示掃描(miao)量熱法可用(yong)於(yu)分(fen)析(xi)光老(lao)化過(guo)程(cheng)材料(liao)的結晶情況(kuang)、相(xiang)對分子(zi)質量等微觀性(xing)能的(de)變化，對於分析(xi)聚丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的光老(lao)化機理十(shi)分重要(yao)。
3.紅(hong)外光譜(pu)法(fa)
聚(ju)丙烯高(gao)分子(zi)材料(liao)在光老(lao)化過(guo)程(cheng)中(zhong)必然會形(xing)成新的(de)基(ji)團，而紅(hong)外(wai)光譜(pu)可以(yi)分(fen)析(xi)出新生(sheng)成的基(ji)團以及(ji)分子(zi)結構變化等(deng)，由(you)於不論(lun)聚丙烯光老(lao)化向(xiang)什(shen)麽(me)方(fang)向(xiang)進(jin)行(xing)均有(you)羰基(ji)產生(sheng)，可以(yi)通(tong)過(guo)計算羰基(ji)指數來(lai)表(biao)征(zheng)聚(ju)丙(bing)烯光老(lao)化程(cheng)度，同(tong)時(shi)根(gen)據(ju)所產生(sheng)羰基(ji)吸收峰(feng)的(de)不同(tong)還(hai)可以(yi)研(yan)究(jiu)聚(ju)丙(bing)烯的(de)光老(lao)化機理，現(xian)在(zai)紅外光譜(pu)分(fen)析(xi)已經(jing)成為(wei)研(yan)究(jiu)聚(ju)丙(bing)烯材料(liao)光老(lao)化過(guo)程(cheng)與(yu)機理為(wei)重要(yao)的手段之(zhi)壹(yi)。
4.聚(ju)丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的壽命預(yu)測研究(jiu)
由(you)於自(zi)然老(lao)化試驗(yan)周期(qi)較長(chang)，人(ren)們希(xi)望(wang)通過建立(li)人(ren)工加(jia)速老(lao)化和自然老(lao)化之(zhi)間(jian)的(de)對應關(guan)系(xi)，來預(yu)測聚丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布在自然使用(yong)條件下(xia)的(de)壽命，幾十(shi)年(nian)來(lai)許多(duo)研究(jiu)者(zhe)進(jin)行(xing)了(le)大量研究(jiu)，但(dan)目前(qian)還(hai)沒(mei)有(you)形(xing)成壹個(ge)可以(yi)廣泛(fan)應用的(de)預(yu)測模式。
雖然目前(qian)的(de)標準(zhun)中明確(que)說明不推(tui)薦(jian)使用(yong)“加速因子(zi)”，但(dan)這方(fang)面(mian)的研究(jiu)並(bing)沒(mei)有(you)停滯。初(chu)的研究(jiu)采(cai)用(yong)時間為(wei)表(biao)征(zheng)指(zhi)標(biao)，即(ji)自然老(lao)化和人(ren)工加(jia)速老(lao)化某(mou)壹(yi)性(xing)能達(da)到(dao)壹定預(yu)設(she)值(zhi)時(shi)所(suo)需的時(shi)間之(zhi)比(bi)；在(zai)此基(ji)礎上又(you)出現(xian)了(le)日照(zhao)時(shi)間(jian)變換系(xi)數的(de)方(fang)法(fa)，即(ji)在某(mou)壹(yi)性(xing)能達(da)到(dao)壹定預(yu)設(she)值(zhi)時(shi)，日照(zhao)小(xiao)時(shi)數（除(chu)去夜(ye)間）與人(ren)工加(jia)速老(lao)化的(de)光照(zhao)小(xiao)時(shi)數之(zhi)比(bi)；隨著(zhe)研(yan)究(jiu)的(de)深入(ru)，發(fa)現(xian)引(yin)起(qi)聚(ju)丙(bing)烯材料(liao)光老(lao)化的(de)是(shi)陽光中(zhong)290~400nm波(bo)段的(de)紫(zi)外(wai)線(xian)，於(yu)是(shi)出現(xian)了(le)“能量等值”原理(li)，即(ji)認為(wei)當吸收的(de)紫(zi)外(wai)輻(fu)射能量相等時，聚(ju)丙(bing)烯的(de)光老(lao)化程(cheng)度是(shi)壹致的。這些方(fang)法(fa)都(dou)基(ji)於壹種(zhong)思(si)想：分(fen)子(zi)中化學(xue)鍵(jian)的斷裂和產生(sheng)都(dou)與(yu)吸收的(de)能(neng)量有(you)關(guan)，當吸收的(de)能(neng)量相同時，發(fa)生(sheng)的變化也(ye)應該(gai)是(shi)壹致的。這種(zhong)思(si)想在(zai)上(shang)世紀90年代以前占據(ju)了(le)主流(liu)，但(dan)卻忽略了(le)壹個(ge)重要(yao)的問題(ti)，即(ji)能量的強度過(guo)大(da)時(shi)光老(lao)化反(fan)應可能(neng)發(fa)生(sheng)改變。

二(er)、聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)宏觀(guan)評價方(fang)法(fa)：
聚(ju)丙烯非(fei)織(zhi)造(zao)布光老(lao)化性(xing)能的(de)現(xian)有(you)宏觀(guan)測試評價方(fang)法(fa)和標準(zhun)主要(yao)分為(wei)自(zi)然老(lao)化和人(ren)工加(jia)速老(lao)化兩(liang)種(zhong)方(fang)式。
1.自(zi)然老(lao)化
自(zi)然老(lao)化評價方(fang)法(fa)是(shi)把樣品(pin)在室(shi)外(wai)自然條(tiao)件下(xia)暴露規定(ding)的時(shi)間(jian)，利用(yong)自(zi)然環(huan)境條件，包(bao)括(kuo)日光、晝(zhou)夜溫(wen)差、雨(yu)水以(yi)及(ji)空氣(qi)等(deng)對其(qi)進(jin)行(xing)老化試驗(yan)，評價其(qi)光學(xue)性(xing)能、機械性(xing)能及(ji)其(qi)他相(xiang)關(guan)性(xing)能的(de)變化。自(zi)然老(lao)化試驗(yan)接近(jin)於(yu)材料(liao)的實際使用(yong)情況(kuang)，獲(huo)得(de)的(de)耐候(hou)性(xing)能比(bi)較(jiao)可靠(kao)。
目前(qian)，我(wo)國(guo)聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的自然老(lao)化性(xing)能測試標(biao)準(zhun)主要(yao)采(cai)用(yong)GB/T 3681-2011《塑料(liao) 自然日光和氣(qi)候(hou)老化、玻(bo)璃(li)過(guo)濾後日光和氣(qi)候(hou)老化和菲涅(nie)耳(er)鏡(jing)加(jia)速(su)日光和氣(qi)候(hou)老化的(de)暴露試驗(yan)方(fang)法(fa)》，標準(zhun)中有(you)三種(zhong)環(huan)境條件，可以(yi)根(gen)據(ju)實際的(de)使用(yong)情況(kuang)選(xuan)擇(ze)實(shi)驗(yan)條件(jian)，有(you)壹定(ding)的針(zhen)對性(xing)，但(dan)具有(you)太(tai)多(duo)的不穩(wen)定因素(su)，如氣(qi)候(hou)變化、地(di)理(li)位(wei)置差異(yi)等，且時間較長(chang)。
由(you)於自(zi)然老(lao)化試驗(yan)中的(de)自然環(huan)境條件是(shi)不可控(kong)的(de)，試驗(yan)的重現(xian)性(xing)和壹致性(xing)很(hen)難(nan)保證，所以(yi)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)多(duo)用在(zai)特殊(shu)用(yong)途的(de)特定(ding)產品(pin)上，且(qie)通常(chang)在其(qi)對應的實(shi)際使用(yong)地點(dian)附(fu)近(jin)進(jin)行(xing)測試，如大型工(gong)程項目使用(yong)的耐久(jiu)性(xing)土(tu)工(gong)布、特定(ding)環(huan)境使用(yong)的可降解型非(fei)織(zhi)造(zao)布等。
2.人(ren)工加(jia)速老(lao)化
人(ren)工加(jia)速老(lao)化評價方(fang)法(fa)是(shi)采(cai)用(yong)實驗(yan)室(shi)光源（氙弧(hu)燈、熒(ying)光紫(zi)外(wai)燈或開(kai)放(fang)式碳弧(hu)燈模擬材料(liao)使用(yong)條件，使樣(yang)品(pin)在可控(kong)的(de)溫(wen)濕度條(tiao)件(jian)下(xia)暴露規定(ding)時間(jian)後，評價其(qi)光學(xue)性(xing)能、機械性(xing)能及(ji)其(qi)他相(xiang)關(guan)性(xing)能的(de)變化。
現(xian)在(zai)我(wo)國(guo)聚丙(bing)烯非(fei)織(zhi)造(zao)布的人(ren)工加(jia)速老(lao)化性(xing)能測試標(biao)準(zhun)主要(yao)有(you)GB/T 16422《塑料(liao) 實驗(yan)室(shi)光源暴露試驗(yan)方(fang)法(fa)》系列標準(zhun)，即(ji)等同(tong)采(cai)用(yong)ISO 4892《Plastics--Methods of exposure to laboratory light sources》系列標準(zhun)。標準(zhun)以“加(jia)速”和“強化”為(wei)特點(dian)，標準(zhun)總則(ze)中明確(que)說明試驗(yan)的結(jie)果(guo)僅能夠(gou)用(yong)於(yu)某(mou)壹環(huan)境下(xia)暴露材料(liao)相對耐久(jiu)性(xing)的比(bi)較(jiao)，不能(neng)用於判(pan)定相同材料(liao)在不同(tong)環(huan)境下(xia)的(de)相(xiang)對耐久(jiu)性(xing)，故(gu)測試其(qi)光老(lao)化性(xing)能時(shi)通常(chang)根據產品(pin)使用(yong)者的要(yao)求設(she)定(ding)實(shi)驗(yan)條件(jian)與試驗(yan)周期(qi)，並(bing)采(cai)用(yong)與對照樣品(pin)的性(xing)能進(jin)行(xing)對比(bi)的(de)方(fang)式對產品(pin)性(xing)能進(jin)行(xing)衡(heng)量。GB/T 16422系列標準(zhun)中包(bao)括了(le)氙弧(hu)燈、熒(ying)光紫(zi)外(wai)燈以(yi)及(ji)開(kai)放(fang)式碳弧(hu)燈加(jia)速(su)老(lao)化三種(zhong)試驗(yan)方(fang)法(fa)，可以(yi)模擬多(duo)種(zhong)使用(yong)條件下(xia)的(de)光照(zhao)條(tiao)件，且(qie)條件可控(kong)、時(shi)間(jian)更(geng)短(duan)、重現(xian)性(xing)和壹致性(xing)更(geng)為(wei)可靠(kao)，適(shi)用(yong)於(yu)大(da)多(duo)數產品(pin)。
自然老(lao)化和人(ren)工加(jia)速老(lao)化評價方(fang)法(fa)各有(you)優缺(que)點(dian)：自然老(lao)化試驗(yan)更(geng)加(jia)接(jie)近(jin)實(shi)際使用(yong)情況(kuang)，對於特定(ding)用途的(de)產品(pin)光老(lao)化性(xing)能評價較為(wei)可靠(kao)；人(ren)工加(jia)速老(lao)化試驗(yan)條件(jian)可控(kong)，可以(yi)實(shi)現(xian)在(zai)不同(tong)時間對多(duo)種(zhong)產品(pin)的光老(lao)化性(xing)能進(jin)行(xing)對比(bi)，結(jie)果(guo)具有(you)較好(hao)的重現(xian)性(xing)和再現(xian)性(xing)。由(you)於試驗(yan)條件(jian)不同(tong)，對同壹樣品(pin)的自(zi)然老(lao)化結(jie)果(guo)和人(ren)工加(jia)速老(lao)化結(jie)果(guo)不具(ju)有(you)可比(bi)性(xing)。
標(biao)準(zhun)集(ji)團（香港(gang)）有(you)限公(gong)司作為(wei)壹(yi)家(jia)集(ji)研發(fa)、制(zhi)造(zao)、銷售(shou)、培(pei)訓、服(fu)務於壹體(ti)的現(xian)代高新技(ji)術企(qi)業(ye)，致力(li)於將更(geng)多(duo)先(xian)進(jin)、人(ren)性(xing)化的(de)紡(fang)織(zhi)類(lei)、汽(qi)車內(nei)飾類(lei)、燃(ran)燒(shao)類(lei)、皮(pi)革(ge)類(lei)、材料(liao)老化試驗(yan)箱(xiang)等等(deng)檢(jian)測儀(yi)器(qi)*地(di)輸送市場。更(geng)可接(jie)受(shou)非(fei)標定(ding)制(zhi)，購(gou)買前均可按照客(ke)戶(hu)的要(yao)求進(jin)行(xing)針(zhen)對性(xing)試驗(yan)，確(que)保所購(gou)儀(yi)器(qi)適(shi)用(yong)。