摘要：論文討論了聚烯烴類土工合成材料的結(jié)構(gòu)、性能特點(diǎn)，在土工應(yīng)用中的地位和應(yīng)用情況。對(duì)聚烯烴材料本身性能的不足而導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到的限制進(jìn)行了介紹。探討了研究提高其性能的基本方法，預(yù)測(cè)了聚烯烴材料將來(lái)的研究應(yīng)用前景預(yù)測(cè)。

關(guān)鍵詞：聚烯烴，土工合成材料，高性能

從20世紀(jì)初開(kāi)始，隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展，品種繁多的人工合成高分子材料陸續(xù)實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)。隨著合成高分子材料在各個(gè)方面的應(yīng)用發(fā)展，許多土建工程中開(kāi)始采用高分子合成材料用以改變土工建材的結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能、建設(shè)質(zhì)量和使用壽命等性質(zhì)，開(kāi)拓了在土工中的應(yīng)用范圍。近二三十年以來(lái)，全世界范圍內(nèi)逐漸接受了其在巖土工程中的應(yīng)用，這些品種的材料被統(tǒng)稱為土工合成材料，許多國(guó)家將土工合成材料在某些特殊的工程的應(yīng)用列為施工標(biāo)準(zhǔn)和重要考察指標(biāo)。土工合成材料(geosynthetics)是1994年在新加坡召開(kāi)的第五屆國(guó)際土工合成材料學(xué)術(shù)會(huì)議上，正式確定命名的，包括土工織物(geotextile)和土工膜(geomembrane)，以及土工格柵、土工格室、土工網(wǎng)和土工模袋等多個(gè)品種。并且，隨著工程需要的發(fā)展，土工合成材料不斷有新的產(chǎn)品品種出現(xiàn)。

目前常見(jiàn)的土工合成材料主要由聚乙烯(PE，包括LDPE和HDPE)、聚酯(PET)、聚酰胺(PA)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)等制成。其中，由于聚烯烴材料優(yōu)良的性能價(jià)格比，其在土工合成材料產(chǎn)品中占有重要的地位，應(yīng)用范圍極為廣泛，產(chǎn)品種類較多，有無(wú)紡布、土工布、土工膜、土工隔柵、土工隔室、土工網(wǎng)等土工產(chǎn)品。

1．聚烯烴材料的結(jié)構(gòu)與性能

聚乙烯是聚合物中分子結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的一種。1938年，英國(guó)ICI公司首先實(shí)現(xiàn)了高壓聚乙烯(低密度聚乙烯)的工業(yè)化。1953年，意大利Montecatini公司實(shí)現(xiàn)了低壓聚乙烯(高密度聚乙烯)的工業(yè)化[1]。聚乙烯的比重為0.92，耐酸堿，抗化學(xué)劑能力強(qiáng)，吸濕性低，電絕緣性極好。其中高密度聚乙烯(HDPE)材料的比重更大，機(jī)械強(qiáng)度、熔點(diǎn)和硬度更好，在土工膜和單向隔柵研究和應(yīng)用中占有重要的地位。聚乙烯為線性碳鏈高分子，呈鋸齒狀，見(jiàn)表1。

聚丙烯于1954年研制出來(lái)，1958年由意大利Montecatini公司實(shí)現(xiàn)工業(yè)化。其比重為0.90～0.91，耐溫范圍-30～140℃，耐化學(xué)劑性能較好，惰性強(qiáng)，價(jià)格低廉，是目前應(yīng)用最多的原材料之一。根據(jù)結(jié)構(gòu)不同聚丙烯材料分為全同立構(gòu)聚丙烯和間同立構(gòu)聚丙烯。聚丙烯材料亦屬于線性碳鏈高分子，如表1中所示。

而聚酯、聚酰胺等材料屬于雜鏈高分子，與聚乙烯和聚丙烯材料所屬的碳鏈高分子不同，見(jiàn)表1。高聚物材料的大分子結(jié)構(gòu)往往有很大區(qū)別，取決于大分子構(gòu)象或者構(gòu)型，并直接影響材料的性能。總體上講，這幾種材料的大分子鏈結(jié)構(gòu)與成分有很大不同，決定了其性能有很大不同。