ГОСТ 33395—2015
Типовая продолжительность для трех этапов при комнатной температуре оценена в десятки и сотни лет для
различных геосинтетических материалов. Все три этапа ускоряются при нагревании, но интенсивность ускорения
каждого этапа зависит от температуры в разной степени. Для прогнозирования срока службы необходимо в пер вую
очередь определить конец срока службы — ту точку, при достижении которой считается, что материал больше
не выполняет свои технические функции (например. 50 %-ное снижение прочности). Затем продолжи тельность
каждого этапа измеряют в зависимости от температуры и экстраполируют на более низкие температу ры и более
длительные периоды по формуле Аррениуса. Наконец, добавляют отдельные экстраполированные периоды, что
дает общий прогнозируемый срок службы.
Эта процедура являетсядорогостоящим итрудоемким процессом. Традиционно пометодам Аи Вобщий срок
службы прогнозировали, исходя из того, что процессокисления состоитизодногоэтапа. Времядо конца срока служ бы
измеряют при разныхтемпературах иэкстраполируют на температуру эксплуатации,для тогочтобы определить
срокслужбы, или на срокслужбы,чтобы определить температуруэксплуатации. Впрошлом этот подходстрадал от
неточностей по следующим причинам:
- температуру печи не принимают выше температуры плавления полимера или для полукристаллических
материалов, таких как ПЗ. ПП.— температуры плавления кристаллической решетки; таким образом,диапазон тем
ператур воздействия сужается:
- механизм окисления может измениться при более высоких температурах, тем самым аннулируя экстрапо
ляцию:
- различная интенсивность разложения, описанная выше, может привести к серьезным погрешностям в
измерении времени до окончания срока службы и ее экстраполяции.
- у определенных классов полипропилена наблюдалось растрескивание поверхности; это повышает доступ
кислорода в полимер и делает недействительными прогнозы на основе материала без трещин;
- важную роль на всех этапах окисления играетдиффузия антиоксидантов: интенсивностьдиффузии кисло
рода извне, интенсивность распространения антиоксидантов, а также интенсивность миграции радикалов, полу
ченных в цепной реакции, повышаются при более высоких температурах и снижаются при кристаллизации и
ориентации полимера. Эти последствия ускоряются даже в силу высокого соотношения площади поверхности и
объема. Поэтомувысокое соотношение площади поверхности иобъема инизкаястепень ориентации будутопреде
ленно сокращать длительность всех этапов окисления. Это хорошо изученные явления.
- в материалах с высоким соотношением площади поверхности и объема или содержащих антиоксиданты,
чувствительные к щелоку, может также возникнуть выщелачивание. Для этих материалов важен правильный
выбор стабилизаторов.
Полиэтиленовые иполипропиленовые геосинтетические материалы охватывают широкийдиапазонматери
алов — от тонкого высокоориентированного волокна до толстых и менее строго ориентированных геосинтетичес-
ких материалов. Они содержат различные комбинации антиоксидантов. На некоторых из них образуются
поверхностные трещины. В геосинтетических материалах и менее ориентированных зонах экструдированных гео-
решеток интенсивность окисления должна быть выше в силу недостаточной ориентации, но и в то же время ниже в
силу низкого соотношения площади поверхности и объема.
Это объясняет, почемуоказалось невозможным определитьодно испытание на старение в печи как отсеива
ющее испытание для всех геосинтетических материалов. При попытках этого добиться было либо невозможно
исключить слабо стабилизированный материал, либо, наоборот, материал, который должен был быть прочным,
исключался.
Л
учшие результаты можно получить, ограничив температуру до 80 ‘С или ниже, но в этом случае про
должительностьиспытания можетбыть увеличенадо нескольких месяцев или лет,что неприемлемодля предвари
тельных испытаний. Нодаже в этом случаедостигнутой точности можетбыть недостаточно. Кроме того,диффузии
кислорода и ограниченное окисление могут бытьочевидными фактами даже в этих условиях (принудительная цир
куляция воздуха и 80 *С).
Интенсивность окисления зависит от присутствия кислорода. Неустойчивый крупный заполнитель в целом
обеспечиваетдостаточныйдоступ кислорода, а интенсивностьокисления в грунте неожидается значительно мень
шей. чем в воздухе: в мелкозернистом отсыпанном грунте без растрескивания коэффициент кислотности меньше.
Предполагается, что в таких естественных почвенных условиях процесс окисления идет настолько медленно, что
диффузия кислорода не ограничивает интенсивности. В этих условиях толщина материалов не дает прямого преи
мущества в устойчивости к окислению. Эта ситуация сравнима с устойчивостью ПЭТ материалов к внутреннему
гидролизу.
Таким образом, повышениедоступности кислорода за счет использования чистого кислорода поддавлением
представляет собой альтернативный способ ускорения. Он компенсирует искажение интенсивности окисления,
определенное при ограничениидиффузии кислорода в изделияхс высоким соотношением площади поверхности и
объема в ходе испытаний в печи при повышенных температурах, а также ускоряет окисление доопределенной сте
пени в силу высокой концентрации кислорода во всех материалах. Кроме того, испытание выполняютна подвешен
ных в водной фазе геосинтетических материалах, что необходимо для имитации эффекта выщелачивания,
который может бытьособенно важнымдля материаловс высоким соотношением площади поверхностииобъема.
Методы С и D позволили разделить слабо стабилизированные и хорошо стабилизированные геосинтетичес
кие материалы. Другие методы допустимо использовать, если они убедительно доказывают, что геосинтетический
материал обладает достаточной прочностью в течение расчетного срока службы.
7