مهمترين پارامتري كه تعيين كننده طول عمر ورق ژئوممبران مي باشد، تخريب اكسيداسيون ژئوممبران است. اكسيداسيون يكي از مهمترين مكانيزم هاي تخريب ژئوممبران در طولاني مدت مي باشد. با شروع و پيشرفت واكنش اكسيداسيون، خواص فيزيكي و مكانيكي كاهش يافته و نهايتاً منجر به خرابي و عدم كارايي ژئوممبران مي شود.

واكنش اكسيداسيون از طريق حذف اتم هيدروژن از زنجيره پليمري، تشكيل راديكال آزاد، واكنش با اكسيژن و تشكيل گروه هيدروپروكسيد رخ مي دهد. گروه هيدروكسيد ناپايدار بوده و به راحتي تجزيه شده و منجر به تشكيل راديكال هاي آزاد بيشتر مي شود و به اين ترتيب فرايند تخريب پليمر با سرعت بيشتري ادامه مي يابد. واكنش اسيداسيون شامل سه مرحله شروع، رشد و پايان مي باشد.

تخريب اكسيداسيون ژئوممبران بر اين اساس در سه مرحله رخ مي دهد كه در شكل نيزقابل مشاهده است.

1. خروج آنتي اكسيدان ها.

2. زمان القاي اكسيداسيون.

3. تخريب و كاهش خواص مكانيكي.

كاهش خواص مكانيكي با كاهش ميزان افزايش طول در شكست، تنش در نقطه شكست، افزايش جزئي تنش تسليم و كاهش افزايش طول در نقطه تسليم مي باشد. مدت زماني كه طول مي كشد تا خواص مكانيكي به 50 درصد مقدار اوليه برسد را به عنوان طول عمر ورق ژئوممبران لحاظ مي كنند.

فرايند اكسيداسيون، واكنش خود شتاب دهنده است. با شروع اين واكنش، با گذشت زمان، سرعت آن افزايش يافته و كاهش جرم ملكولي و خواص مكانيكي سريعتر رخ مي دهد. به اين ترتيب با گذشت زمان رفتار پليمر به سمت رفتار شكننده سوق يافته و حساسيت ژئوممبران به ترك و تنش هاي محيطي افزايش مي يابد.

عواملي چون محيط و دماي كاربرد بر سرعت اين فرآيند مؤثر مي باشند. حضور آب، يون هاي فلزي چون مس و محلول هاي قليايي سرعت اين فرايند را به دليل كاهش انرژي اكتيواسيون افزايش مي دهند. به اين ترتيب كه مثلاً محلول هاي قليايي، به عنوان كاتاليزور عمل كرده و سبب هيدروليز گروه هاي استري آنتي اكسيدان هاي فنولي مي شوند و به اين ترتيب سرعت فرايند اكسيداسيون را افزايش مي دهند. به عنوان مثال سرعت خروج آنتي اكسيدان ها در تماس باشيرابه زباله ها 4 برابر مقدار آن درهوا و 1.5 تا 3 برابر مقدار آن در آب مي باشد.

افزايش دما نيز به دليل تأمين انرژي اكتيواسيون، سرعت فرايند اكسيداسيون را افزايش مي دهد. به طوري كه هر 10 درجه افزايش دما، سرعت اين فرايند را دو برابر مي كند.

پارامتر ديگري كه روي زمان اكسيداسيون مؤثر مي باشد، جنس ژئوممبران مي باشد . به عنوان مثال ژئوممبران HDPE نسبت به LLDPE طول عمر بيشتري دارد و اين به دليل درصد بلورينگي بالاتر HDPE به عنوان مانعي بر سر نفوذ اكسيژن به مي باشد. حضور لايه هاي بلوري در ژئوممبران HDPEداخل ژئوممبران و خروج آنتي اكسيدان ها عمل كرده و سرعت اين فرآيند را كاهش مي دهد.

بنابراين، انتخاب ژئوممبران مورد كاربرد بر اساس طول عمر مورد نياز، دما و شرايط محيطي بايدصورت پذيرد.بر اين اساس در دماي محيط طول عمر ورق 265 سال پيش بيني مي شود.

طبق نتايج تحقيقات BAM آلمان روي ورق هاي ژئوممبران از طريق تست ورق در محيط هوا و آب در دمای 80 درجه براي مدت 13 و 6 سال، طول عمر ورق 300 سال تخمين زده شده است.

علاوه بر اين مطالعات انجام شده روي ورق ژئوممبران مورد كاربرد در لندفيل هاي استخراج فلزات پس از 30 سال نشان مي دهد كه هنوز ورق، خواص مكانيكي خود را حفظ كرده است.

بعلاوه مقايسه ميزان ESCR بعد از گذشت 30 سال با مقادير اوليه نشان مي دهد كه هنوز مقاومت. بالايي در برابر ترك هاي تنشي از خود نشان مي دهد.

به طور كلي خروج آنتي اكسيدان ها از ژئوممبران نسبت به زمان تابعيت نمايي دارد.

OITt=OIT0e-st

با گرفتن لگاريتم از رابطه بالا رابطه زير حاصل مي شود:

Ln OITt=-st+Ln OIT0

بر حسب زمان، سرعت خروج آنتي اكسيدان به دست مي OIT بنابراين از روي شيب منحني لگاريتمي آيد. با محاسبه سرعت خروج آنتي اكسيدان مي توان از طريق رابطه زير انرژي اكتيواسيون را محاسبه كرد.

به اين ترتيب با رسم منحني لگاريتمي سرعت خروج آنتي اكسيدان (s)بر حسب دما انرژي اكتيواسيون. مطابق نتايج اين گروه، انرژي اكتيواسيون 4 نوع leachate مورد آزمون مطابق جدول محاسبه مي شود كه تفاوت قابل ملاحظه اي براي فرمولاسيون هاي مختلف ديده نمي شود.

از بررسي اثر سرفكتانت نيز نشان مي دهد افزايش غلظت سرفكتانت در leachate از 0.05 به 1 میلی لیترسبب افزايش شديد سرعت خروج آنتي اكسيدان شده و پس از آن با افزايش غلظت، تقريباً سرعت ثابت مي ماند .بنابراين مقدار اندكي سرفكتانت براي تسريع فرايند خروج آنتي اكسيدان كافي است.