水泥復(fù)膜塑編袋老化性能研究

于忠東

水泥復(fù)膜塑編袋老化性能研究

于忠東

(吉林亞泰三川塑編有限責(zé)任公司,吉林遼源136200)

通過對紫外線照射前后水泥復(fù)膜塑編袋的斷裂強度和斷裂伸長率進(jìn)行對比,研究了水泥復(fù)膜塑編袋的耐老化性能。結(jié)果表明,未添加抗紫外劑的夏季用水泥復(fù)膜塑編袋在陽光直接照射21 d后,斷裂強度保持率為14%,冬季用水泥復(fù)膜塑編袋在陽光照射30 d后,斷裂強度保持率為48%。添加抗紫外劑后,冬季用水泥復(fù)膜塑編袋在紫外照射12 h后(相當(dāng)于室外32 d),斷裂強度保持率仍為65%。說明添加抗紫外劑后復(fù)膜塑編袋的使用壽命延長,可以滿足冬季水泥包裝的要求。

水泥;復(fù)膜塑編袋;老化性能;斷裂強度;斷裂伸長率

Abstract:The aging properties of plastics-coated woven bags for cement were studied by analyzing the breaking strength and elongation at break before and after ultraviolet irradiation.For the bags without anti-aging agent,the breaking strength retention rate of the bags of summer grade was 14%after exposing to sunlight for 21 d,and that of winter grade was 48%after exposing to sunlight for 30 d.For those containing anti-aging agent,the breaking strength retention rate of winter grade was 65%after ultraviolet irradiation for 12 h(equivalent to sunlight for 32 d).

Key words:cement;plastics-coated woven bag;aging property;breaking strength;elongation at break

0 前言

水泥包裝袋國家標(biāo)準(zhǔn)(GB 9774—2002)中明確規(guī)定：水泥包裝袋在運輸和儲存過程中,不得受潮、避免高溫和陽光直射,裝卸時要防止硬器劃破袋子,水泥包裝袋儲存期不宜超過6個月,超過6個月時,應(yīng)重新進(jìn)行檢驗。水泥包裝袋目前主要以復(fù)膜塑編袋為主。復(fù)膜塑編袋在其包裝水泥、運輸、儲存過程中因吸收紫外線,極易發(fā)生老化,這是因為其主要成分聚丙烯在空氣中氧、光或熱、濕度的作用下,分子中的氫或甲基易于脫掉,在紫外線照射下更易引起斷鏈,很容易被空氣中的氧氣氧化,因而產(chǎn)生降解,使編織布老化,并發(fā)生外觀變形、變色、涂膜脫落等粉化現(xiàn)象,以及出現(xiàn)拉伸強度、斷裂伸長率、耐熱性降低的現(xiàn)象,導(dǎo)致復(fù)膜塑編袋牢固性明顯下降,袋體破損撕裂現(xiàn)象嚴(yán)重,破包率直線上升。由于地理位置不同,東北地區(qū)冬季生產(chǎn)的水泥需長時間儲存,最短為6個月,最長達(dá)8個月,這就要求復(fù)膜塑編袋具有一定的抗老化性。但是目前我國水泥復(fù)膜塑編袋生產(chǎn)企業(yè)小而雜,不具規(guī)模,無老化檢測設(shè)備,這了追求短期利益降低成本,不添加抗紫外劑,忽視對水泥復(fù)膜塑編袋耐老化性能的分析和研究,認(rèn)為水泥復(fù)膜塑編袋是一次性產(chǎn)品,無須添加抗紫外劑。針對企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀,本文以水泥復(fù)膜塑編袋拉伸強度、斷裂伸長率為判定依據(jù),進(jìn)行耐老化性能的對比分析和研究[1-3]。

1 實驗部分

1.1 主要原料

復(fù)膜塑編袋,1#袋面印字,2#袋面不印字,不含抗紫外劑,聚丙烯含量為90%,填充母料含量為10%,編織布的單位面積質(zhì)量為83.5 g/m2,夏季使用,吉林亞泰三川塑編有限責(zé)任公司;

復(fù)膜塑編袋,3#袋面印字,4#袋面不印字,不含抗紫外劑,聚丙烯含量為90%,填充母料含量為10%,編織布的單位面積質(zhì)量為90 g/m2,冬季使用,吉林亞泰三川塑編有限責(zé)任公司;

復(fù)膜塑編袋,5#,不含抗紫外劑,聚丙烯含量為90%,填充母料含量為10%,編織布的單位面積質(zhì)量為90 g/m2,冬季使用,吉林亞泰三川塑編有限責(zé)任公司;

復(fù)膜塑編袋,6#,聚丙烯含量為89.4%,填充母料含量為10%,抗紫外劑 UV770含量為0.25%,抗氧劑B215含量為0.35%,編織布的單位面積質(zhì)量為90 g/m2,冬季使用,吉林亞泰三川塑編有限責(zé)任公司。

1.2 主要設(shè)備及儀器

電子萬能試驗機(jī),WD-5D,長春第二試驗機(jī)有限責(zé)任公司;

紫外燈加速老化試驗機(jī),QUV,燈型號為UVB-313,40 W,美國Q-Lab公司。

1.3 性能測試與結(jié)構(gòu)表征

斷裂強度按GB/T 1040—1992進(jìn)行測試。試驗時按順絲的走向剪取經(jīng)向、緯向復(fù)膜塑編袋基布各1塊,長度為300 mm,寬度為50 mm,夾具間距為200 mm;

自然老化試驗：將復(fù)膜塑編袋曝露于戶外的大氣環(huán)境中,使其受各種大氣因素的綜合作用。試樣1#和2#的試驗日期選擇7月份,日照時間為21 d,每7 d檢測1次,共計檢測3次;試樣3#和4#的試驗日期選擇7～8月份,日照時間為30 d,檢測1次;

試樣5#和6#將進(jìn)行人工加速老化試驗,按照ASTM G53—1996進(jìn)行測試,照射8 h后檢測 1次,12 h后再檢測1次,光照射時箱體溫度為60～65℃,照射后冷卻4 h。

2 結(jié)果與討論

2.1自然老化

復(fù)膜塑編袋基布的斷裂強度指的是基布經(jīng)、緯向斷裂強度。照射前和照射后的樣品是取自相同經(jīng)向扁絲的同一塊基布,因而消除了不同經(jīng)絲斷裂強度的差異;不同照射時間的樣品取自同一塊基布,因袋體所限,經(jīng)絲不同,但線密度則是相同的,消除了線密度不同帶來的斷裂強度的差異。

從表1可以看出,1#試樣日照7 d后斷裂強度損失28%,14 d后損失56%,21 d后損失94%。2#試樣日照7 d后斷裂強度損失25%,14 d后損失50%,21 d后損失86%。說明袋面印字比不印字的試樣斷裂強度損失要多,這主要是因為黑色水性油墨會增加紫外線的吸收,強度損失增大?？傊?夏季用復(fù)膜塑編袋在陽光下直接照射21 d后,編織布明顯老化,強度損失嚴(yán)重,裝載物料時可能掉底、開口,特別是有可能發(fā)生邊縫開裂。

從表1還可以看出,3#試樣日照30 d后斷裂強度損失52%,4#試樣日照30 d后斷裂強度損失59%,同樣說明袋面印字比不印字的試樣斷裂強度損失要多。冬季用復(fù)膜塑編袋在陽光下直接照射30 d后,編織布明顯老化,強度損失嚴(yán)重。因此,從儲存角度考慮,雖然其克重比夏季用試樣增加了6.5 g/m2,但是如果不能有效遮蓋和室內(nèi)儲存,冬儲水泥開包后損失將會進(jìn)一步加大。故而,必須添加一定量的抗紫外劑或?qū)ζ溥M(jìn)行有效遮蓋,才能保證水泥復(fù)膜塑編袋在6個月使用期內(nèi)的牢固性。

2.2 人工加速老化

從表2可以看出,未添加抗紫外劑的5#試樣經(jīng)紫外線照射8 h后,編織布緯向斷裂強度下降約55%,降到162 N/50 mm,已達(dá)不到使用要求。添加抗紫外劑的6#試樣經(jīng)紫外線照射8 h后,編織布緯向斷裂強度下降約16.8%,為374.5 N/50 mm。說明添加一定數(shù)量的抗紫外劑后,復(fù)膜塑編袋基布的斷裂強度保持率明顯提高。同時發(fā)現(xiàn),紫外線照射時間對水泥復(fù)膜塑編袋的力學(xué)性能影響較大。

表1 自然老化后復(fù)膜塑編袋的力學(xué)性能Tab.1 The mechanical properties of plastics-coated woven bags after natural aging

表2 人工加速老化后復(fù)膜塑編袋的力學(xué)性能Tab.2 The mechanical properties of plastics-coated woven bags after artificially accelerated aging

綜上所述,水泥復(fù)膜塑編袋經(jīng)過露天陽光直接照射21 d后,編織布明顯老化,強度損失非常嚴(yán)重。袋面印字比不印字試樣的斷裂強度損失要大,黑色水性油墨會增加紫外線的吸收,強度損失增大。因此,在實際生產(chǎn)過程中,應(yīng)考慮印刷對水泥復(fù)膜塑編袋耐老化性能的影響。添加適當(dāng)抗紫外劑后,經(jīng)過12 h的紫外照射,試樣的斷裂強度保持率仍然在60%以上,符合使用標(biāo)準(zhǔn)。因此,在實際生產(chǎn)過程中,抗紫外劑的添加量應(yīng)該根據(jù)水泥復(fù)膜塑編袋使用和儲存最長期限來確定,以保證水泥復(fù)膜塑編袋在使用過程中抵抗紫外線照射的能力。

3 結(jié)論

(1)在夏季高溫及強紫外線照射下,如果不添加抗紫外劑,無論是夏季用還是冬季用復(fù)膜塑編袋的斷裂強度均隨日照時間的延長而逐漸降低。日照21 d后,夏季用復(fù)膜塑編袋的斷裂強度只剩余51.5 N/50 mm,斷裂強度保持率為14%;日照30 d后,冬季用復(fù)膜塑編袋的斷裂強度為178 N/50 mm,斷裂強度保持率為48%;

(2)在紫外加速老化12 h后(相當(dāng)于室外32 d),添加0.25%抗紫外劑UV770和0.35%抗氧劑B215的冬季用復(fù)膜塑編袋斷裂強度為291 N/50 mm,斷裂強度保持率仍為65%;未添加抗紫外劑的冬季用復(fù)膜塑編袋的斷裂強度只有158 N/50 mm,斷裂強度保持率為44%。說明添加抗紫外劑后,復(fù)膜塑編袋的使用壽命延長。

[1] 萬 珊,邢 力,萬 凱,等.對出口塑料集裝袋抗光老化性的分析與研究[J].包裝工程,2004,25(1)：52-54.

[2] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 8947—88復(fù)膜塑料編織袋[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,1988.

[3] 國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局.GB 9774—2002水泥包裝袋[S].北京：中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.

Study on Aging Properties of Plastics-coated Woven Bags for Cement

YU Zhongdong
(Jilin Yatai Sanchuan Plastic Weaving Co,Ltd,Liaoyuan 136200,China)

TQ325.1+4

B

1001-9278(2011)01-0080-03

2010-09-22

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