（一）抗氧化性能试验
1.测试方法及适用范围
抗氧化性能是土工合成材料耐久性能的重要指标之一。本试验原理是试样悬挂于常规的试验箱中，在规定温度下放置一定的时间，聚丙烯材料试样在110℃下进行加热老化，聚乙烯材料试样在100℃下进行加热老化。将对照样和加热后的老化样进行拉伸试验，比较它们的拉伸强度和峰值应变。
该试验适用于适用于测定聚丙烯和聚乙烯类土工合成材料的抗氧化性能。
2.试验设备及用具
①拉伸试验机：应具有等速拉伸功能，拉伸速率可以设定，并能测读拉伸过程中的应力、应变量。
②恒温烘箱：烘箱有可调节的通风口，箱内有足够的空间供悬挂试样，并能保持设定的温度。
③耐热的试样夹持夹具：悬挂于烘箱内，试样间有至少10mm的间隔。试样距烘箱壁的距离至少100mm。
3.试验步骤
①试样准备：从样品上剪取两组试样，一组用作加热老化的老化样，一组用作对照样。每组纵、横向各取5块试样。建议多老化几块试样，作为机械性能试验失败时的备用样。
②设定烘箱温度：聚丙烯材料试样烘箱温度设定为110℃；聚乙烯材料试样烘箱温度设定为100℃。当烘箱温度稳定后，将试样夹持在夹具上，悬挂在烘箱内，试样间彼此不接触。
③对于起加筋加固作用的土工合成材料试样，或使用时需要长时间拉伸的试样，聚丙烯材料试样需在烘箱内老化28d，聚乙烯材料试样老化56d。对于用作其他功能的土工合成材料试样，聚丙烯材料试样需老化14d；聚乙烯材料试样需老化28d。
④由于耐热试验过程中试样可能产生收缩，所以拉伸试验前应将对照样在烘箱相同温度下放置6h后，再调湿进行拉伸试验。
⑤当试样在烘箱中达到规定的时间后，把试样取出，按照相关规定进行拉伸试验。
⑥计算：
a.按式（11-40）计算拉伸强度保持率：
式中 RF——试样的拉伸强度保持率，%
Fe——老化样的平均拉伸强度，kN/m
Fc——对照样的平均拉伸强度，kN/m
b.按式（11-41）计算峰值应变的保持率：
式中 Rε——试样的峰值应变保持率，%
εe——老化样的平均峰值应变，%
εc——对照样的平均峰值应变，%
4.试验说明
本试验的目的在于提供一种方法，用于筛选抗氧化性能好的土工合成材料，试验中应特别注意烘箱保持恒定温度，在14d、28d或更长时间的试验过程中，必须每天观察并记录试验温度，如发现温度达不到试验要求，应及时查找原因。同时为了提高试验结果的准确性，建议：
①把试样放在烘箱的中部；
②每次试验前，要清洁烘箱和夹具上的残留物；
③聚合物（例如聚丙烯）的热氧化作用可能会释放出有催化作用的物质。因此，不同稳定性的聚合物不应在同一时间、同一烘箱中试验，除非是土工复合材料。
5.相关标准
①《GB/T 17631—1998土工布及其有关产品抗氧化性能的试验方法》；
②《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
③ISO 13438：2004 Geotextiles and geotextile-related products—Screening test method for de-termining the resistance to oxidation。
（二）抗酸、碱液性能试验
1.测试方法及适用范围
土工合成材料在工程应用中，不可避免酸碱溶液的侵蚀。本试验原理是将试样完全浸渍于试液中，在规定的温度下持续放置一定的时间。分别测定浸渍前和浸渍后试样的拉伸性能、尺寸变化率以及单位面积质量。比较浸渍样和对照样的试验结果。
本方法适用于测定所有的土工合成材料，且仅考虑试样全部浸渍于酸、碱液体中的情况。
2.试验设备及用具
①拉伸试验机：应具有等速拉伸功能，拉伸速率可以设定，并能测读拉伸过程中的应力、应变。
②浸渍液装置：由试验箱外壳、工作室、电控系统和搅拌系统等组成。试验箱外壳材料宜为不锈钢板。工作室所用的材料应能抗试验用化学品的腐蚀，通常可用硼硅玻璃或不锈钢板，试验时的工作室工作温度为60℃。电控系统包括加热装置和温控装置，用于保持试验温度。搅拌系统保持液体以及液体和试样间物质交换均匀。
③试液：一般使用两种类型的试液，0.025mol/L的硫酸及氢氧化钙[Ca（OH）2]饱和悬浮液，例如可用约2.5g/L的Ca（OH）2。应使用化学纯的试剂，试验用水为3级水。
3.试验步骤
①试样准备：从样品上剪取三组试样，一组用作耐酸液的浸渍样；一组用作耐碱液的浸渍样；一组用作对照样。
②单位面积质量的测定：每组5块试样，每块试样的尺寸至少100mm×100mm。
③尺寸变化和拉伸性能的测定：纵横向应分别测定，试样的尺寸至少300mm×50mm。机织物每块试样的尺寸至少300mm×60mm；土工格栅试样在宽度上应保持完整的抗拉单元，在长度方向应至少有三个连接点，试样的中间有一个连接点。
④将耐酸液的浸渍样和耐碱液的浸渍样，在不受任何机械应力的情况下，分别放在盛硫酸溶液和氢氧化钙溶液的容器中，试样之间、试样与容器壁之间以及试样与液体表面之间的距离至少为10mm。不同材料的试样不应在同一个容器内试验。试样分别在两种液体中浸渍3d。
⑤浸渍样从酸、碱溶液中取出后，先在水中清洗，然后在0.01mol/L的碳酸钠溶液中清洗，最后再在水中清洗，要保证清洗充分。将对照样在温度为60℃±1℃的清水中浸渍1h，试验用水为三级水。
⑥浸渍样和对照样试样应在室温下干燥或在60℃温度下干燥。
⑦以上步骤完成后，按照相关规定进行浸渍样和对照样的表观检查、质量测定、尺寸测定或拉伸试验。
⑧计算：
a.按式（11-42）计算质量变化率：
式中 PG——试样的单位面积质量变化率，%；值为负时表示质量损失，为正时表示质量增加
Ge——浸渍样的平均单位面积质量，g/m2
Gc——对照样的平均单位面积质量，g/m2
G0——浸渍前试样的平均单位面积质量，g/m2
b.尺寸的变化：按式（11-43）计算尺寸变化率：
式中 Pd——试样的尺寸变化率，%；值为负时表示收缩，为正时表示伸长
de——浸渍样的平均尺寸，mm
dc——对照样的平均尺寸，mm
d0——浸渍前试样的平均尺寸，mm
c.拉伸性能的变化：按式（11-44）计算拉伸强度保持率：
式中 RF——试样的拉伸强度保持率，%
Fe——浸渍样的平均拉伸强度，kN/m
Fc——对照样的平均拉伸强度，kN/m
d.按式（11-45）计算断裂伸长的保持率：
式中 Rε——试样峰值应变的保持率，%
εe——浸渍样的平均峰值应变，%
εc——对照样的平均峰值应变，%
4.试验说明
本试验的目的也在于提供一种方法，出抗酸碱的土工合成材料，而不是获得实际使用寿命。试验中应注意：
①3组试样的尺寸应一致，只有这样才能保证试验结果的可比性。
②在测定质量变化时，应以浸渍前试样的面积为准，不用考虑浸渍后的尺寸变化。
③由于浸渍样在浸渍的过程中可能产生收缩，所以对照样必须在相同温度的水中浸泡1h，而不能用原样直接作为对照样使用。
5.相关标准
①《GB/T 17632—1998土工布及其有关产品抗酸、碱液性能的试验方法》；
②《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
③ISO/TR 12960：1998 Geotextiles and geotextile-related products—Screening test method for determining the resistance to liquids。
（三）抗紫外线性能试验（氙弧灯法）
1.测试方法及适用范围
抗紫外线性能试验（氙弧灯法）是采用试验室人工气候箱，使用氙弧灯作为光源测试土工合成材料的抗紫外老化性能，本方法适用于所有的土工合成材料。
2.试验设备及用具
氙灯老化试验箱一般由以下几个重要部件组成：
①光源：利用氙气放电而发光的电光源。
②试验箱体：试验箱应由惰性材料构造，试验箱的辐照度、温度和湿度均应可控，同时具有喷淋装置，以满足相应的要求。
③辐射仪：辐射仪应可测量试件表面辐照度或辐照量，辐射仪的安装必须使它接受的辐射与试样表面接受的相同。必须在使用的光源辐射区域内校正，每年至少进行一次全面的校正。
④黑标温度计或黑板温度计：用以测量和控制试验箱的温度。
⑤控湿装置：用以测量和控制试验箱内的湿度。
⑥试样架：由惰性材料制成，用以安装试样。
3.试验步骤
①试样准备：从样品上裁取两组试样，一组用作老化试样，一组用作对照试样，老化试样与对照试样应在样品纵、横向的同一轴线上就近裁取，数量、尺寸应满足老化待考察的相应指标的要求，建议多制备1到2块试样，以备试验失败补足试样。
②设置试验箱暴露条件，一种典型的暴露条件如下所示：
a.黑标温度或黑板温度。黑标温度或黑板温度控制在（65±3）℃，在整个试验期间均应保持此温度。
b.试验箱内相对湿度。试验箱内空气湿度控制在（50±5）%。
c.辐照条件。辐射仪进行辐照量的测量时：采用宽带法的，波长范围300～400nm，辐照度60W/m2。采用窄带法的，波长中心340nm，光谱密度0.35W/（m2·nm）。
d.暴露周期。120min为一个周期，90min光照，30min光照加喷淋。
e.老化时间。时间可选0h（对照组）、150h、300h、500h或更长的时间。
③安放试样到试样架，使试样暴露面朝向光源。安放状态不应使试样收到任何外在应力。
④按照规定的试验条件设置，开启老化试验箱，整个试验期间保持设备状态正常。
⑤试验结束后，取出老化组样品，同对照组试样一同进行相应指标的试验。
⑥计算：计算老化组和对照组相应指标的保持率。
4.试验说明
氙弧灯法测定材料抗紫外线性能，是用氙弧灯作为光源对试样进行暴晒，主要是模拟和强化自然气候中的光、热、湿气和雨水等老化因素，其光谱与自然光极为相似。在暴晒过程中，按一定时间周期进行喷淋，模拟自然界的气候条件；在对试样进行长时间的暴晒后，比较暴晒前后材料性能的变化，如通常进行老化前后拉伸试验，测定试样强力和伸长的保持率。由于人工气候毕竟与实际气候有一定的差异，所以试验结果多用于评价其老化趋势。
5.相关标准
①《GB/T 16422.2—2014塑料实验室光源暴露试验方法 第2部分：氙弧灯》；
②《SL 235—2012土工合成材料测试规程》；
③《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
④ASTM D4355/D4355M—14（2018）Standard Test Method for Deterioration of Geotextiles by Exposure to Light，Moisture and Heat in a Xenon Arc-Type Apparatus；
⑤ISO 4892-2：2013 Plastics—Methods of exposure to laboratory light sources—Part 2：Xenon-arc lamps。
（四）抗紫外线性能试验（荧光紫外灯法）
1.测试方法及适用范围
抗紫外线性能试验（荧光紫外灯法）是采用试验室人工气候箱，使用荧光紫外灯法作为光源测试土工合成材料的抗紫外老化性能。本方法适用于测定所有的土工合成材料。
2.试验设备及用具
氙灯老化试验箱一般由以下几个重要部件组成：
①光源：将低压汞弧波长为254nm的辐射，通过荧光物质转化为波长更长的紫外线的灯。通常有UV—A型及UV—B型两种灯型。
②试验箱体：试验箱应由惰性材料构造，试验箱的辐照度、温度和湿度均应可控，同时具有喷淋装置（可选），以满足相应的要求。
③辐射仪：辐射仪应可测量试件表面辐照度或辐照量，辐射仪的安装必须使它接受的辐射与试样表面接受的相同。必须在使用的光源辐射区域内校正，每年至少进行一次全面的校正。
④黑标温度计或黑板温度计：用以测量和控制试验箱的温度。
⑤控湿装置：用以测量和控制试验箱内的湿度。
⑥试样架：由惰性材料制成，用以安装试样。
3.试验步骤
①试样准备：从样品上裁取两组试样，一组用作老化试样，一组用作对照试样，老化试样与对照试样应在样品纵、横向的同一轴线上就近裁取，数量、尺寸应满足老化待考察的相应指标的要求，建议多制备1到2块试样，以备试验失败补足试样。
②设置试验箱暴露条件，几种典型的暴露条件如表11-2-4所示：
表11-2-4 典型的暴露条件
③安放试样到试样架，使试样暴露面朝向光源。安放状态不应使试样收到任何外在应力。
④按照规定的试验条件设置，开启老化试验箱，整个试验期间保持设备状态正常。
⑤试验结束后，取出老化组样品，同对照组试样一同进行相应指标的试验。
⑥计算：计算老化组和对照组相应指标的保持率。
4.试验说明
荧光紫外灯法测定材料抗紫外线性能，是用荧光紫外灯作为光源对试样进行暴晒，利用荧光紫外灯在实验室环境下对材料进行加速老化。
UVA—340灯管光谱的相对辐照度更接近日光光谱相对辐照度，得到的试验数据与户外老化试验数据能建立更好的关联性。UVB—313灯管虽与日光光谱有一定差异，但使用这类灯管，是目前最快速完成老化试验的选择，节省时间的同时也十分经济，因此在质量检测和产品研发领域得到大量应用。
利用UVB—313灯管的老化试验在我国持续时间较长，积累了很多相关经验。根据以往测试经验，设计部门经常提出的老化试验后产品合格与否的判断标准如下：
——96h老化，强度保持率大于90%；
——144h老化，强度保持率大于70%；
——200h老化，强度保持率大于50%。
5.相关标准
①《GB/T 16422.3—2014塑料实验室光源暴露试验方法 第3部分：荧光紫外灯》；
②《SL 235—2012土工合成材料测试规程》；
③《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
④ASTM D7238—06（2017）Standard Test Method for Effect of Exposure of Unreinforced Poly-olefin Geomembrane Using Fluorescent UV Condensation Apparatus；
⑤ISO 4892—3：2016 Plastics—Methods of exposure to laboratory light sources—Part 3：Fluo-rescent UV lamps。
（五）炭黑含量试验
1.测试方法及适用范围
炭黑是树脂材料的最佳UV稳定剂之一，加入适宜含量的炭黑可以有效防止材料在UV作用的降解。炭黑含量的测定一般均采用热失重法，即将一定量的样品经过热解与煅烧，根据前后的质量差计算炭黑含量。本方法适用于所有的土工合成材料。(www.xing528.com)
2.试验设备及用具
①高纯度氮气（氮气中氧含量小于20mg/kg），储存于配有减压阀和流量表的钢瓶中。
②石英样品舟：长50～60mm。
③管式电炉：温度可达600℃以上，用于裂解试样。
④马福炉：温度可达1000℃以上，用于煅烧试样。
⑤玻璃干燥器：用于放置样品舟。
⑥天平：感量0.0001g。
3.试验步骤
①试样准备：从样品中取3份样，粉碎后称量，每份约1g，准确至0.0001g。
②将管式电炉升温至550℃± 50℃。打开氮气钢瓶，使氮气依次通过活性铜（预先加热到180℃）和乙酸锰及流量计，然后进入管式电炉。调节流量计，使氮气通入管式电炉的流速为200mL/min，大约5min。
③将装有样品的样品舟推入管式电炉的中心，调节高纯度氮气流速为100mL/min，于550℃±50℃的温度下热解45min。
④热解终了时，将样品舟回至管式电炉的低温部分。继续保持通入高纯度氮气10min。
⑤取出样品舟，置于干燥器中冷却，称量，准确至0.0001g。
⑥将样品舟置于马福炉中煅烧，温度为900℃± 50℃，直至碳黑全部消失为止。再放入干燥器中冷却，称量，精确至0.0001g。
⑦计算：计算3个试样测试结果的平均值。
a.炭黑含量w（%），按式（11-46）计算：
式中 m1——试样质量，g
m2——样品舟和试样在550℃热解后的质量，g
m3——样品舟和灰分在900℃煅烧后的质量，g
b.灰分含量w1（%），按式（11-47）计算：
式中 m——样品舟质量，g。其他符号同上。
4.试验说明
炭黑是聚烯烃塑料制品中的重要助剂，产品中添加一定量的炭黑，有屏蔽紫外线防止老化的作用。对于用聚烯烃为原材料的土工合成材料产品，炭黑地含量对其防老化性能起着关键性作用。炭黑含量过低，不能达到抗老化的效果，但含量过高则会形成较多的应力集中点，从而降低聚乙烯材料的力学性能。由于抗紫外线能的试验方法、试验条件要求高，试验周期长，所以常用“炭黑含量”来凭借和控制其抗紫外线老化性能。聚丙烯、聚乙烯塑料土工格栅和聚乙烯土工膜等，其产品标准规定，炭黑含量不低于2%。
5.相关标准
①《GB 13021—1991聚乙烯管材和管件炭黑含量的测定（热失重法）》；
②《JTG E50—2006公路工程土工合成材料试验规程》；
③《ASTM D1603—14烯烃塑料炭黑含量的标准测试方法》；
④ASTM D4218—15 Standard Test Method for Determination of Carbon Black Content in Poly-ethylene Compounds By the Muffle-Furnace Technique；
⑤ISO/DIS 6964 Polyolefin pipes and fittings—Determination of carbon black content by calci-nation and pyrolysis—Test method。
（六）炭黑分散度试验
1.测试方法及适用范围
炭黑分散度是指炭黑颗粒在材料中的分散程度。炭黑在聚乙烯基体树脂中分散的好坏也是影响产品质量的关键因素之一。均匀分布的炭黑粒子或炭黑小聚集态结构，可有效的抵抗紫外线。大的炭黑粒子和大的炭黑团块，会形成应力集中，在基体树脂中起到了杂质的作用，导致基体树脂性能下降。本方法适用于所有的土工合成材料。
2.试验设备及用具
①薄片切片机：要求是旋转式或铲式超薄切片机，可以将样品厚度控制在8～20μm。
②显微镜：双目光学显微镜（如果需要拍摄显微照片，则必须选用三目式显微镜）。该显微镜必须包括一个可移动的试样载物台和两个10倍目镜和5～20倍放大物镜。使用过程中，选择相应的物镜使得总的放大倍数可以达到50～200倍。
③光源、载玻片、盖玻片等。
3.试验步骤
①试样准备：沿土工合成材料的整个卷宽方向随机选取5个样品。样品的大小约为2.5cm2。把待测样品裁取合适的尺寸，固定在薄片切片机的支架上，切出厚度在8～20μm间的试样。
②每个载玻片上安装5个试样，并将显微镜盖玻片盖在五个试样上，使盖玻片与试样观察区完全重合。
图11-2-33 显微镜盖玻片轮廓图
③通过调整显微镜透光强弱使目镜的十字线清晰。把装好的薄切片放在显微镜载物台上。
④选择物镜使放大倍数为100倍，用显微镜检查每一个随机观察区（Rf），并锁定最大的炭黑团或内含物，计算炭黑团或内含物的面积。非球形的炭黑团的面积通过选取合适的直径计算。图11-2-34可作为评级参考。
⑤重复上面的②至④步骤直到记录10组读数为止。从每个切片试样中选取的随机观察区不得多于2个，并且薄切片试样不得少于5个。
图11-2-34 土工合成材料炭黑分散分级图
4.试验说明
炭黑是聚烯烃塑料制品中的重要助剂，产品中添加一定量的炭黑，有屏蔽紫外线防止老化的作用，而炭黑对紫外线的吸收效率主要视炭黑的分散程度，若分散不好，则会影响材料的抗老化性能和力学性能。本试验的原理是取土工合成材料试样用切片机制备样品，通过在显微镜下观察，测定随机观察区中最大炭黑团的直径并计算面积，通过与显微照片的比照来确定等级。试验中应注意采用超薄切片机制样，为保证厚度满足要求，一般应在低温条件下进行。试样过厚则由于观察区域不透光影响观察效果，过薄则可能导致炭黑团聚体变形或被破坏。观察中应选择每一观察区域内最大的炭黑团聚体进行评级。
5.相关标准
①《GB/T 17643—2011土工合成材料聚乙烯土工膜》；
②《GB/T 18251—2000聚烯烃管材、管件和混配料中颜料或炭黑分散的测定方法》；
③《CJ/T 234—2006垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》；
④ASTM D5596—03（2016）Standard Test Method for Microscopic Evaluation of the Dispersion of Carbon Black in Polyolefin Geosynthetics。
（七）氧化诱导时间试验
1.测试方法及适用范围
氧化诱导时间也称氧化诱导期，通常简称为OIT，是稳定化材料耐氧化的一种度量。在常压、氧气或空气气氛及规定温度下，通过差式量热法测定材料出现氧化放热的时间，用min表示。氧化诱导时间是评价材料在成型加工、储存、焊接和使用中耐降解能力的重要指标。本方法适用于土工膜、土工格栅、土工格室等材料。
2.试验设备及用具
①差示扫描量热仪（DSC）：能连续记录试样温度，精度为0.1℃。
②分析天平：感量为0.1mg。
③氧气和高纯度氮气供气及气体切换装置。
3.试验步骤
①试样准备：在试样上切取一个直径略小于差示扫描量热仪样品皿即铝盘的圆柱体，然后用锋利刀具从圆柱体上切割一个重15mg±0.5mg的圆片状试样，每组试样数量为五个。
②把样品盘和参比盘放入差示扫描量热仪池内。在开始热循环之前用氮气预吹扫5min，以消除池内所有的残余氧气。从室温开始以20℃/min的速度程序加热试样（在50ml/min的氮气流中）至200℃（设置点）。
③当达到设置温度时，停止程序加热并在此温度下恒定样品5min，打开记录仪。
④恒温时间结束，立即切换至气流速度为50ml/min的氧气，并记录此刻时间，该氧气切换点即为试验的零时刻点。
⑤继续恒温至出现放热最陡处之后至少2min，如果产品指标中所要求的OIT时间已到，测试者也可自行决定随时终止试验。
⑥试验结束时把气体选择开关切换回氮气并冷却仪器至室温，若接着还要进行另一OIT试验，冷却仪器池至60～70℃，可避免样品过早地热氧化。
⑦在进行不同的试验之前以及做不同配方的试验之间，应在空气（或氧气）中把DSC池加热到500℃并保持5min以消除DSC池内的污染物。
⑧计算：如图11-2-35所示，Y轴上的数据为单位质量样品的热流量（即W/g），X轴为时间。 X轴应尽量延伸以便于分析。延长基线到氧化放热反应以外。外推放热峰最大斜率处切线并与基线延线相交。OIT可由零时刻点到该点的时间间隔而得，取5个试验结果的算术平均值。
图11-2-35 OIT的确定
4.试验说明
本试验原理是在惰性气氛（氮气）中以一定恒定速度加热试样及参比物，当达到指定温度时，气氛切换为相同流速的氧气，之后，样品在该温度下恒温直到热曲线上显示有氧化反应发生。从氧气流开始进入的时刻到发生氧化反应的时间间隔即为诱导时间。用差示扫描量热仪（DSC）可以观察到标志着诱导期结束的试样放热突增或温度突增现象。OIT可由恒温试验中所记录的数据而得。本方法的目的在于提供一种方法，用于筛选氧化诱导时间性能好的土工合成材料，并非旨在提供有关抗氧化剂浓度的信息。不同的抗氧剂，氧化诱导时间可能不同。由于抗氧剂与配方中其他物质可能存在相互作用，即使抗氧剂的种类和浓度相同的材料氧化诱导时间或氧化诱导温度也会有所差异。
常用的标准中GB/T 17391—1998是以5次测量平均值作为结果，ASTM D3895—14是以2次测量平均值作为结果。
5.相关标准
①《GB/T 17391—1998聚乙烯管材与管件热稳定性试验方法》；
②ASTM D3895—14 Standard Test Method for Oxidative-Induction Time of Polyolefins by Dif-ferential Scanning Calorimetry。
（八）低温冲击脆化性能试验
1.测试方法及适用范围
当工程应用中的材料变形条件与试验方法中规定的条件存在类似关系时，脆化温度可用于预测材料的低温行为。在试验中是把试样以悬臂的方式安装于规定的夹具中并置于低温介质中恒温，当试样达到某一预定低温后，用规定的冲头依规定的速度打击试样，使试样正好绕规定的半径弯曲90°，而后观察记录试样破坏的百分数，当概率为50%时的温度，就定义为脆化温度。该试验在应用于土工膜产品性能检测时，简化为在-70℃温度条件下，30个试样中有25个试样不发生破坏即为通过。
2.试验设备及用具
①低温冲击脆化温度仪：可分为A型试验机与B型试验机两种类型。试样尺寸与试验机类型相关，国内标准规定A型试样尺寸为（20.00±0.25）mm×（2.50±0.05）mm；B型试样尺寸为（31.75±6.35）mm×（6.35±0.51）mm。
图11-2-36 安装在试样的A型样品夹具
图11-2-37 B型样品夹具
②温度测试系统：测温装置应尽可能靠近试样。
③液体或气体导热介质：在试验温度下，能够保证流动性并对试样没有影响的液体，如乙醇和干冰的混合物，此混合物可使温度降低至-76℃。
3.试验步骤
①试样准备：制备30个试样，尺寸与设备相吻合。
②将仪器温度调至-70℃。
③将试样紧固在夹具内，并将夹具固定在试验机上。将夹具降至传热介质中3min ± 0.5min，记录温度并对试样进行冲击，冲击时试验速度应达到200cm/s±20cm/s，A型设备冲头行程至少达5.0mm，B型设备冲头行程至少达6.4mm。
④把每个试样都从夹具中取出，逐个检查试样确定是否破损。所谓破损是试样彻底被分成两段或更多部分，或者目测可见试样上带有裂痕。如果试样没有完全分离，可以沿着冲击所造成的弯曲方向把试样弯至90°，然后检查弯曲部分的裂缝。记录试样破损数目。
4.试验说明
对于土工膜低温冲击脆化性能试验一般采用通过法，如规定30个试样在-70℃温度条件下，30个试样中有25个试样不发生破坏即为通过。应注意如对于土工膜原材料检测，应采用标准厚度，对于土工膜成品检测，需采用产品原厚进行。土工膜由于其高结晶度从而对低温不太敏感。其脆性温度在-100℃以下，一般情况下不会有试样破损的情况发生，如有试样破损，建议对试样进行复测并对产品关键性指标进行协同测试。
5.相关标准
①《GB/T 5470—2008塑料冲击法脆化温度的测定》；
②ASTM D746—14 Standard Test Method for Brittleness Temperature of Plastics and Elastomers by Impact。
（九）应力开裂性能试验
1.测试方法及适用范围
应力开裂是指材料在低于其屈服强度的应力（包括内应力、外应力以及两种应力的组合）的长期作用下发生开裂而破坏的现象。但这种应力开裂，可能需要很长时间才会发生，当材料暴露于化学介质中，发生应力开裂而破坏的时间就会大大地缩短，因此所谓环境应力开裂是指高分子材料在应力存在下受化学试剂作用发生的材料破坏现象。这是一种溶剂诱导型的破坏，是化学试剂和应力协同作用发生的裂解。
考察材料应力开裂性能的试验形式有：耐环境应力开裂（ESCR）、全缺口蠕变试验（FNCT）、拉伸负荷应力开裂（NCTL）、球或针压痕法应力开裂试验等，其试验设计的共性是都设定了一定的高温条件、一定的表面活性剂环境要求以及对试样进行刻痕处理。行业内目前主要采用NCTL方法及ESCR方法。NCTL方法是在样品上裁取哑铃型试样，在试样中部做一个切口，将带有切口的试样在恒定拉力下置于高温表面活性剂中，测试并记录试样发生断裂的时间。ESCR方法是把表面带有刻痕的试样弯曲并放置与高温表面活性剂中，观察试样发生开裂的时间并计算破损概率。
应力开裂性能试验主要适用于土工膜、土工格室等产品。
2.NCTL方法
（1）试验设备及用具
①应力开裂试验仪：能够给试样施加一定的拉伸负荷，使试样完全浸入50℃的恒温表面活性剂中，具备搅拌功能使浓度、温度保持均匀。
②冲模：制备哑铃形试样。
③切口设备：能准确控制试样切口深度。
④试剂：壬基酚聚氧乙烯醚（TX—10）10%浓度的水溶液。
（2）试验步骤
①试样准备：纵、横向各冲裁5个试样，尺寸见图11-2-39。对试样进行切口刻痕处理（图11-2-40），切口深度使试样未切部分的厚度为公称厚度的80%。
图11-2-38 应力开裂试验仪示意图
图11-2-39 试样尺寸示意图
图11-2-40 试样切口处理示意图
δ L—未切部分的厚度 δD—土工膜的公称厚度
②将试样夹挂在试验设备上，试样完全浸入表面活性剂中，按试样的拉伸屈服强度30%的应力水平施加荷载。施加负荷如式（11-48）进行计算：
式中 F——对应30%拉伸屈服强度的荷载，N
σ——拉伸屈服强度，N/mm
δD——试样的公称厚度，mm
b——试样平行部分宽度，mm
δL——试样的切口处未切部分的厚度，mm
M——试验设备的杠杆系数，推荐设备的杠杆系数为3.0
③设定试验温度为50℃，维持试剂的液面高度。
④试验时间可按预先确定的时间运行，即达到约定的试验时间终止，也可以进行到试样全部断裂，计算试样断裂时间的平均值。
3.ESCT方法
（1）试验设备及用具
①恒温浴槽：能够保持50℃的恒温浴温度。
②冲模：矩形刀具，切出切口平整的试样。
③刻痕刀架：按照刻痕要求在试样上进行刻痕。
④试剂：壬基酚聚氧乙烯醚（TX—10）10%浓度的水溶液。
（2）试验步骤
①试样准备：制备10个试样，试样尺寸为（38.0±2.5）mm×（13.0±0.8）mm。对试样进行切口刻痕处理。
②将试样放在试样弯曲装置上进行弯曲，用试样转移工具把弯曲好的试样转移到试样保持架中。试样保持架放入盛有达到预定温度试剂的试管内。
③设定恒温浴槽温度为50℃，将试管放入其中，开始计时。
④记录试样在达到规定的破坏百分数的时间，单位为h，如F20（为概率图中20%线，GB/T 1842—2008）10个试样中第2个试样发生破坏的时间。
4.试验说明
早先对于土工膜等材料的应力开裂测试，采用以ASTM D1693为代表的“U形弯曲试样”方法，即ESCR方法，将刻痕后的条状试样进行U形弯曲固定，放置于恒温的表面活性溶剂中，观察刻痕处的开裂情况。但此试验方式未能考虑材料在变形恒定条件下，试样内部的黏性变形分量随时间不断增长，回弹变形分量随时间逐渐降低，从而导致应力松弛的情况。同时由于高分子树脂技术的发展，ESCR方法在短时间内往往无法使试样发生开裂，即很难获得一个确定的开裂时间数据。
目前行业内逐步采用的测试方法是以ASTM D5397为代表的NCTL试验（Notched Constant Tensile Load Test），即拉伸负荷应力开裂试验。该方法制定于1993年，是将从聚乙烯土工膜上取下的哑铃状的带切口的试样在恒载拉伸条件下置于恒温的表面活性溶剂中，测试并记录试样发生断裂破坏的时间。施加的应力一般为土工膜样品屈服强度的20%～65%之间，最大应力增幅为5%，此种类型的试验为多点切口恒载拉伸试验，即Full-NCTL试验。为了简化试验过程，从产品测试的统一性角度考虑，设计了在单一应力条件下的NCTL测试，其应力水平为土工膜屈服强度的30%，此种类型试验为单点拉伸负荷应力开裂试验，即SP—NCTL试验，也就是常规定义下的NCTL试验。
5.相关标准
①《GB/T 1842—2008塑料聚乙烯环境应力开裂试验方法》；
②《ASTM D1693—15乙烯塑料环境应力开裂的测试方法》；
③《GB/T 17643—2011土工合成材料聚乙烯土工膜》；
④《CJ/T 234—2006垃圾填埋场用高密度聚乙烯土工膜》；
⑤ASTM D5397—07（2012）Standard Test Method for Evaluation of Stress Crack Resistance of Polyolefin Geomembranes Using Notched Constant Tensile Load Test。
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