PE流延膜透气膜，是一种用于防护服复合膜的重要组成材料，具有隔水、透气的功能，正常情况下为无色透明状。

近期，国高材分析测试中心接到客户委托，调查其供应商供应的透气膜变黄、变红的原因。据了解，透气膜的供应商表示此批次的产品与之前批次在配方、工艺流程没有差异，透气膜是由于客户长期储存不当造成。为了调查分析此批透气膜失效的真实原因，国高材分析测试中心展开分析及试验如下。

分析方案设计

根据客户的描述，此批透气膜经过户外环境10天就产生了黄变，结合可靠性分析和成分分析的经验，可能是由于防护服薄膜产生老化降解失效，外部因素是环境，那么内部因素就是产品配方的问题。因此制定方案主要包括成分分析和可靠性评价两个方面，一个方面是为了分析失效前后防护服薄膜成分差异，另一方面是为了模拟失效环境进行情景再现验证。

试验设备：

试验结果分析

2.1 形貌分析

从光学显微镜的环形光和同轴光形貌分析得出正常膜和NG膜表面无明显差异。

图1 光学显微镜下的正常薄膜和NG薄膜

2.2 主成分分析

2.2.1 显微红外分析

图2 正常薄膜（绿色），NG薄膜（黄色）和色母粒（红色）红外谱图

图3 TGA残留物质红外谱图

2.2.2 DSC分析

图4 DSC分析图

2.2.3 TGA分析

图5 正常薄膜TGA分析结果

图6 异常薄膜TGA分析结果

2.2.4 SEM-EDS分析

1)正常薄膜表面

2) NG薄膜表面

结合红外、TGA、DSC和SEM-EDS的结果分析，正常薄膜和NG薄膜的主要材质为LDPE+LLDPE，然而正常薄膜LLDPE含量多一些，NG薄膜LDPE多一些；正常薄膜热降解温度高于NG薄膜热降解温度，且正常薄膜熔点高于NG薄膜熔点；正常薄膜耐热性能比NG薄膜好。

2.3 助剂分析

2.3.1 显微红外分析

图7 正常薄膜灰分（蓝色）和NG薄膜灰分（红色）红外谱图

2.3.2 TGA分析

图8 色母粒TGA分析结果

2.3.3 SEM-EDS分析

1) 色母粒表面

2) 正常薄膜灰分能谱

3) NG薄膜灰分能谱

2.4 灰分试验

2.5 gc-MS实验

图9 正常薄膜gc结果

图10 异常薄膜gc结果

正常薄膜相对异常薄膜gc谱图比对经过MS检索多了以下物质：

图11 正常薄膜中的部分助剂谱图

而异常薄膜相对正常薄膜gc谱图比对经过MS检索多了以下物质：

图12 异常薄膜种的部分助剂谱图

结合红外、TGA、SEM-EDS、灰分和gc-MS结果分析正常薄膜和NG薄膜的主要填料有碳酸钙和钛白粉，主要助剂有抗氧剂；然而二者的助剂含量和种类有一定的差异；正常薄膜含有大约52.5%左右的碳酸钙和0.5%左右的钛白粉，NG薄膜含有大约44.5%左右的碳酸钙和2.0%左右的钛白粉；正常薄膜中含有抗氧剂168和抗氧剂1076，NG薄膜中主要含有抗氧剂168的氧化物，说明抗氧剂168已经被氧化失效。

2.6 色差分析

NG薄膜相对正常薄膜主要是b值明显增加，说明薄膜变黄。

2.7 氙灯老化模拟分析

测试条件：

日光过滤器
暴露循环：102min干燥+18min喷淋
辐照度：0.51W/m2@340nm
黑标温度：（65±3）℃ 箱体温度：（38±3）℃
相对湿度：（50±10）%

由于老化时间较短，正常薄膜在老化前后色差发生微弱变化，总但主要也是b值增加、即变黄。

总结及建议

综上所述，NG薄膜与正常薄膜配方存在一定的差异，NG薄膜中耐热性能差的LDPE多，且碳酸钙填料多，钛白粉少，抗氧剂168已经被氧化；正常薄膜氙灯老化模拟老化后与NG薄膜一样变黄。

由此可见，此批透气膜变黄失效的原因，主要是NG薄膜抗氧剂168失效和抗氧剂1076的添加不足导致材料受到外界光热氧作用，产生降解失效，客户应及时联系供应商，溯源生产记录，改善加工工艺，从而保证透气膜的质量。

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