HDPE土工膜為高分子聚合物，由96%~97.5%聚乙烯樹脂、2%~3%炭黑和0.5%~1%的添加劑組成。根據(jù)不同的環(huán)境條件和作用機(jī)理，HDPE土工膜的降解類型主要分為氧化降解、萃取降解、紫外線降解和熱降解，氧化降解是填埋場底部HDPE土工膜主要的降解類型。

 

氧化過程實(shí)質(zhì)是1個(gè)自由基鏈反應(yīng)的過程，可分為3個(gè)階段，階段一代表抗氧化劑(穩(wěn)定劑)消耗的過程，這時(shí)期土工膜的機(jī)械性質(zhì)不改變，抗氧化劑主要與氧、自由基和烷基過氧自由基等物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，或以物理運(yùn)移、萃取、沖洗及蒸發(fā)等方式損耗，一般通過氧化誘導(dǎo)時(shí)間(OIT)試驗(yàn)測定，該實(shí)驗(yàn)有兩種類型，即標(biāo)準(zhǔn)OIT試驗(yàn)(ASTM D3895)和高壓OIT試驗(yàn)(ASTM D5885)。

 

階段二為氧化降解誘導(dǎo)期，這時(shí)期土工膜的機(jī)械性質(zhì)仍然不變，而分子組成會(huì)發(fā)現(xiàn)明顯變化，一般利用傅立葉變換紅外線光譜分析儀分析。階段三為氧化降解期，此階段早期主要發(fā)生物理作用，以分子交聯(lián)作用為主，分子量增加，結(jié)晶度上升，工程性質(zhì)無明顯變化;后期轉(zhuǎn)為化學(xué)作用，以斷鏈作用為主，分子量減少，工程性質(zhì)下降如斷裂應(yīng)力與應(yīng)變、拉張模量等，直至終失穩(wěn)，階段三結(jié)束。一般認(rèn)為，當(dāng)土工膜的工程特性(如應(yīng)力開裂、拉裂應(yīng)力和拉裂應(yīng)變)下降到某一個(gè)特定值(原來工程特性值的50%或某一規(guī)定值)以下時(shí)則認(rèn)為其失穩(wěn)。熔流指數(shù)MI試驗(yàn)(ASTM D1238)和切口恒載荷拉伸試驗(yàn)NCTL CASTM D5397)是分析該階段的兩種有效實(shí)驗(yàn)，前者用于測試土工膜的分子量，后者則主要測量應(yīng)力開裂特性。