碳黑是一種無定形碳，其外觀特征為輕而疏散的極細黑色粉末，比表面積大，是含碳物質(zhì)經(jīng)不完全燃燒或受熱分解的產(chǎn)物。碳黑的粒子不是孤立存在的，通常以若干粒子通過碳晶層互相穿插形成一定形態(tài)不同尺寸的聚合體。其結(jié)構(gòu)是以碳黑粒子間聚成鏈狀或枝狀的程度來表示的，碳黑結(jié)構(gòu)性越高，越會形成三維孔洞。碳黑具有光吸收及逆向散射效果，還具有耐熱、耐光、耐化學(xué)品等特性，可以用作染料著色、也可以用于橡膠補強、還可用于光穩(wěn)定劑等。
HDPE土工膜主要原料為高密度聚乙烯，高密度聚乙烯具有柔韌性好、耐化學(xué)穩(wěn)定好強、高阻隔性等優(yōu)點，但是紫外線對高密度聚乙烯等聚烯烴是非常有害的，會發(fā)生光降解（或光氧降解）反應(yīng)，光降解導(dǎo)致主鏈斷裂，使得高密度聚乙烯性能急劇下降（外觀表征為變色、發(fā)硬）。而碳黑作為一種非常優(yōu)良的光屏蔽劑，它幾乎能全部地吸收可見光，并反射紫外光。試驗證明，碳黑的光屏蔽效果與其粒徑、分散度和含量等因素有關(guān)。一般情況下，應(yīng)用于HDPE土工膜中的專用碳黑，其粒徑以20～30nm為宜，粒徑過大其比表面積偏小效果不佳，但粒徑過小逆向散射減小且不易稀釋；碳黑含量以2%一3%為宜，當碳黑量很低時，不能發(fā)揮其屏蔽紫外線功能，而碳黑含量過高時，對HDPE土工膜的物理性能有不良影響。綜上所述，選用合適的HDPE土工膜專用碳黑色母料，利用先進的生產(chǎn)工藝將之均勻稀釋至聚乙烯原料中，能使HDPE土工膜獲得非常優(yōu)異的耐候性能，再配合長效抗氧劑使用使得HDPE土工膜的抗老化耐候性能可提高30一50倍。
值得注意的是HDPE土工膜選用專用碳黑母料時，碳黑載體的選擇、母料溶體流動速率的設(shè)計都對HDPE土工膜成型產(chǎn)生影響，特別是專用碳黑母料不可以添加填充劑、擴散劑等低分子物，這些都會對HDPE土工膜在實際工程應(yīng)用中的長效性產(chǎn)生影響。
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