聚合物老化現(xiàn)象與原因

                          聚合物老化現(xiàn)象與原因
一、聚合物老化現(xiàn)象

由于聚合物品種不同，使用條件各異，因而有不同的老化現(xiàn)象和特征。例如農(nóng)用塑料薄膜經(jīng)過日曬雨淋后發(fā)生變色、變脆、透明度下降。飛機有機玻璃用久后出現(xiàn)銀紋、透明度下降。橡膠制品長久使用后彈性下降、變硬、開裂或者變軟、發(fā)粘。涂料長久使用后發(fā)生失光、粉化、氣泡、剝落等。老化現(xiàn)象歸納起來有下面4種變化：

1、外觀的變化出現(xiàn)污漬、斑點、銀紋、裂縫、噴霜、粉化、發(fā)粘、翹曲、魚眼、起皺、收縮、焦燒、光學(xué)畸變以及光學(xué)顏色的變化。

2、力學(xué)性能的變化包括：張力強度、彎曲強度、剪切強度、沖擊強度、相對伸長率、應(yīng)力松馳等性能的變化。

3、物理性能的變化包括：溶解性、溶脹性、流變性能以及耐寒、耐熱、透水、透氣等性能的變化。

4、電性能的變化如：表面電阻、體積電阻、介電常數(shù)、電擊穿強度等的變化。

二、聚合物老化因素

影響聚合物發(fā)生老化的因素有內(nèi)在和外在的兩種因素，內(nèi)在的因素包括以下幾種

1、聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)聚合物發(fā)生老化與本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，化學(xué)結(jié)構(gòu)的弱鍵部位容易受到外界因素的影響發(fā)生斷裂成為自由基。這種自由基是引發(fā)自由基反應(yīng)的起始點。

2、立體歸整性聚合物的立體歸整性與它的結(jié)晶度有密切關(guān)系。一般地，規(guī)整的聚合物比無規(guī)聚合物耐老化性能好。

3、物理形態(tài)聚合物的分子鍵有些是有序排列的，有些是無序的。有序排列的分子鍵可形成結(jié)晶區(qū)，無序排列的分子鍵為非晶區(qū)，很多聚合物的形態(tài)并不是均勻的，而是半結(jié)晶狀態(tài)，既有晶區(qū)也有非晶區(qū)，老化反應(yīng)首先從非晶區(qū)開始。

4、分子量及其分布一般情況，聚合物的分子量與老化關(guān)系不大，而分子量的分布對聚合物的老化性能影響很大，分布越寬越容易老化，因為分布越寬端基越多，越容易引起老化反應(yīng)。

外在的因素有化學(xué)的因素、物理的因素和生物的因素。物理的因素包括：光、熱、高能輻射、機械作用力以及各種霉菌對聚合物的破壞。

這些老化現(xiàn)象對材料的使用性能有很大的影響，以至于zui后導(dǎo)致產(chǎn)品或材料喪失使用價值，所以，環(huán)境試驗設(shè)備行業(yè)針對這些老化現(xiàn)象及原因從而生產(chǎn)研發(fā)了許多的用于環(huán)境模擬的試驗設(shè)備，例如，紫外老化試驗箱和氙燈老化試驗箱就是針對油漆、涂料、塑料、輪胎、橡膠等材料在紫外光暴露下容易老化的特點而生產(chǎn)研發(fā)的設(shè)備，它可加速模擬這種老化現(xiàn)象。像恒溫恒濕試驗箱、高低溫試驗箱等溫濕度試驗設(shè)備則是針對材料在溫濕度環(huán)境變化下容易老化而研發(fā)生產(chǎn)的設(shè)備。如此種種，環(huán)境試驗設(shè)備就是去人工模擬加速老化試驗對材料的影響。