高分子材料的老化性能
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨随着高分子材料的广泛应用，其老化问题逐渐受到了人们的关注。
高分子材料老化是指在使用过程中，受到各种外界因素的作用，导致材料性能下降或失效的现象。
本文将探讨高分子材料老化的机理以及常见的防治方法。
高分子材料老化的机理可以从以下几个方面进行分析。
高分子材料长期受到光照、热环境、氧气、湿度等因素的作用，会导致材料内部结构的断裂、变形或溶解。
高分子材料中的添加剂的变质或分解也会加速材料老化的过程。
高分子材料的内部原子或分子之间的键结构可能会发生断裂或改变，导致材料性能下降。
高分子材料在使用过程中受到机械应力或化学物质的作用，也会引起材料老化。
针对高分子材料老化问题，可以采取以下一些常见的防治方法。
通过改变高分子材料的结构或添加特定的添加剂可以提高其抗老化性能。
可以添加抗氧化剂、光稳定剂、UV吸收剂等来减缓材料的老化速度。
采取适当的加工工艺和工艺参数，如降低加工温度、延长加工时间、控制加工速度等，可以减少高分子材料在加工过程中的老化现象。
定期进行材料的检测和评估，可以及时了解材料的老化程度，以便及时采取防治措施。
还可以采用物理或化学方法来修复或增强高分子材料的性能，如超声波处理、紫外光固化等。
在实际应用中，我们还需要根据不同的高分子材料和使用环境来采取相应的防治措施。
在室内环境下使用的高分子材料，可以通过控制温湿度、避免光照等方式来减少材料老化；而在户外环境下使用的高分子材料，可以选择具有耐候性能较好的材料，并加强材料的防水、防腐、防紫外线等措施。
还可以利用材料的再生利用、加强材料的保养和维护等方式来延长高分子材料的使用寿命。
高分子材料老化是一个很复杂的问题，其机理多样且相互影响，因此需要采取综合性的防治措施。
通过改变材料的结构和添加剂，并采取适当的加工工艺和环境控制，可以减少高分子材料的老化现象。
定期检测和评估材料的老化程度，并采取相应的修复和增强措施，可以延长高分子材料的使用寿命。
高分子材料的老化
高分子材料的老化
高分子材料是一类具有长链结构的材料，具有良好的韧性和耐磨性，被广泛应
用于工程材料、日常用品和医疗器械等领域。
然而，随着时间的推移，高分子材料会发生老化现象，导致其性能下降甚至失效。
本文将就高分子材料老化的原因、表现以及防止措施进行探讨。
首先，高分子材料老化的原因主要包括热氧老化、光氧老化、臭氧老化和机械
应力老化。
热氧老化是指高分子材料在高温和氧气的环境下，发生氧化反应导致材料性能下降；光氧老化是指高分子材料在紫外光和氧气的作用下，发生氧化反应导致材料变黄、变脆；臭氧老化是指高分子材料在臭氧的作用下，发生裂解反应导致材料龟裂、变形；机械应力老化是指高分子材料在受到机械应力作用下，发生分子链断裂导致材料强度下降。
其次，高分子材料老化的表现主要包括外观变化、力学性能下降和化学性能变化。
外观变化包括变色、变黄、变脆、龟裂等现象；力学性能下降包括强度、韧性、硬度等性能下降；化学性能变化包括化学稳定性、耐磨性、耐腐蚀性等性能变差。
最后，为了延缓高分子材料的老化，可以采取一些防止措施。
首先是选择合适
的防老化剂，如抗氧化剂、紫外吸收剂、臭氧抑制剂等，以提高高分子材料的抗老化能力；其次是改进材料配方和生产工艺，以提高高分子材料的稳定性和耐久性；最后是加强材料的保养和维护，如定期清洁、防晒、防腐蚀等，以延长高分子材料的使用寿命。
综上所述，高分子材料的老化是一个不可避免的过程，但可以通过科学的方法
和有效的措施来延缓老化过程，提高材料的使用寿命，从而更好地满足人们的需求。
希望本文对高分子材料老化问题有所帮助，谢谢阅读。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是现代工业中重要的材料之一，广泛应用于各种领域，如建筑、汽车、航空、包装、医药等。
然而，随着时间的推移，高分子材料会经历各种老化过程，导致其性能和寿命的降低，从而影响其应用价值和经济效益。
因此，研究高分子材料的老化与防老化对于材料科学和工业应用都有着重要的意义。
高分子材料的老化主要包括物理老化和化学老化两种形式。
物理老化是指高分子材料的物理结构发生变化，如直链结构变为支链结构、分子链断裂、晶体结构改变等，致使材料性能发生变化。
化学老化则是指高分子材料发生化学反应，如氧化、酯化、消除、交联等，造成材料性能的退化。
高分子材料的老化是由于内部的能量积聚引起的。
随着时间的推移，高分子材料内部能量的不断积聚，使其发生老化。
老化过程受多种因素的影响，如温度、湿度、光照、氧化等。
不同材料的老化速度也不同，一般来说，分子量越低的高分子材料老化越快。
出现这种老化情况是不可避免的，但可以采取一些措施来减缓和延长高分子材料的使用寿命，即防老化措施。
防老化措施包括预处理、添加抗氧化剂、添加稳定剂、控制生产工艺、加强材料表面处理等。
预处理是指在高分子材料成型前对其进行处理。
通过加工预处理可以改变材料的物理结构和分子链结构，以达到减少尼龙内部能量积聚的目的，延缓材料老化的发生。
添加抗氧化剂是常见的防老化措施。
抗氧化剂是一种能够吸收自由基的物质，可以防止材料发生氧化反应。
添加稳定剂是通过改变高分子材料的分子结构，减缓和抑制老化的发生。
控制生产工艺是防止材料老化的重要手段之一。
控制生产工艺可以降低高分子材料的内部能量积聚，从而减缓材料老化过程。
加强材料表面处理是指对高分子材料的表面进行处理，改善其表面性能，提高其抗老化能力。
综上所述，高分子材料的老化与防老化是材料科学和工业应用中值得研究的重要领域。
虽然老化是不可避免的，但可以通过采取有效措施来延缓与减缓材料老化的过程。
对于高分子材料科学的发展和产业的稳定性具有重要的意义。
高分子材料的老化
高分子材料的老化1.概念老化:高分子材料，无论是天然的还是合成的，在成型、储存和使用过程中都会发生结构变化，其物理化学性能和机械性能逐渐恶化，以致最终丧失使用价值，这种现象称为老化。
老化导致的材料结构和性能的变化主要表现为:(1)表观变化:材料变色、变粘、变形、龟裂、脆化等;(2)物理化学性能方面:相对分子量、相对分子质量分布、熔点、溶解度、耐热性、耐寒性、透气性、透光性等;(3)机械性能方面:弹性、硬度、强度、伸长率、附着力、耐磨性等的变化;(4)电性能方面:绝缘电阻、介电常数、介电损耗角正切、击穿场强等参数值的变化。
老化的本质可归结为交联和降解两种化学反应。
降解引起高聚物相对分子量减少，进而导致其机械性能和电性能降低，并可能出现发粘和粉化等现象。
交联则引起聚合物相对分子质量增加。
交联至一定程度前能改善聚合物的物理机械性能和耐热性能，但随着分子间交联的增多，逐渐形成网络结构，聚合物变成硬、脆、不溶不熔的产物。
引起高分子材料老化的原因包括内因和外因。
内因有:(1)高聚物的化学结构，即链节组成和结构，大分子中链节的排列方式，端基的性质，支链的长短和多少等。
这些情况与合成反应的历程和合成时的条件有关。
(2)高聚物的物理结构，即高分子的聚集态，如无定型态、结晶态、取向态以及高聚物与其他材料(增塑剂、填充剂等)的混溶状态等。
(3)成型加工条件和外来杂质的影响。
外因有:(1)物理因素:光、热、电、机械应力、高能辐射等;(2)化学因素:氧气、臭氧、盐雾、酸、碱、化学试剂等;(3)生物因素:微生物、霉菌、白蚁、昆虫、鼠等。
实际上，高分子材料老化的外因往往是多方面的，但光、热、氧、电对高分子材料的作用是引起老化的主要外因。
2.热氧老化热氧老化是聚合物老化的主要形式之一。
在热和氧气的共同作用下。
聚合物中容易发生自动脆化氧化反应，产生大量的自由基和氢过氧化物，继而发生降解、交联反应，聚合物性能变差。
影响聚合物热氧老化的结构因素主要包括:聚合物的饱和程度、支化结构、取代基和交联键、结晶度、金属离子等。
高分子材料的老化性能
高分子材料性能学
本章主要学习的内容
一、高分子材料老化的基本类型 二、高分子材料老化的机理 三、几种主要高分子材料的老化与防老化 四、老化与稳定性能的测试与评价 重点：老化的机理；防老化的措施
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高分子材料性能学
11.1 高分子材料的老化与稳定性能
一、 老化的基本类型
化学老化：一种不可逆的化学反应，是高分子材料分子结构 变化的结果，如塑料的脆化、橡皮的龟裂。 特点：不可逆、不能恢复
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ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
高分子材料性能学
（3） 立体规整性影响
➢具有立体规整性高聚物比无规结构高聚物稳定性高
➢聚丙烯有规整的叔碳–C–H键，氧化时生成的ROO· 容易引起分子内部的链增长反应，导致稳定性较差
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高分子材料性能学
（4） 相对分子量及其分布的影响
➢氧化速度几乎与相对分子量无关，这是因为自由基引发速率 与终止速率相等 ➢相对分子量分布宽的高聚物，端基多易氧化
159 kJ/mol
CH3 CH2 C CH CH2
CH3 CH2 C CH
n
聚异戊二烯
➢支链和侧基减低键能，减低高分子稳定性能
➢二烯类聚合物中双键降低稳定性，引入HCl和Cl2 提高
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高分子材料性能学
（2） 聚集态结构影响
➢在100oC时直链聚乙烯结晶度比支链聚乙烯高， 老化速度慢 ➢140 oC熔点之上，两者均为无定型态，氧化速度 基本接近
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高分子材料性能学
➢辐射交联：高分子链结合成立体网状结构 碳链高分子–CH2–的α碳上至少有一个氢（如 （CH2CHX)n)，聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚氯乙烯、 橡胶、尼龙等
➢辐射降解：高分子主链断裂，其分子量逐渐下降 α碳上没有一个氢，主链断裂，如聚四氟乙烯、聚甲基 丙烯酸甲酯、聚异丁烯等
高分子材料老化试验分析：高分子材料试验室加速老化
高分子材料老化试验分析：高分子材料试验室加速老化高分子材料自身技术含量高、附加值高，一直是发达国家和跨国公司十分重视的发展领域，具有广阔的市场空间。
因此，也对其质量性能、可靠性水平、保障能力等提出了更高要求。
如何本着节能、低碳和生态发展的原则，最大程度的发挥高分子材料制品的功能，就越来越受到人们的。
而老化正是影响高分子材料可靠性和耐久性的重要因素。
高分子材料的老化现象老化由物理老化和化学老化两种类型。
高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受到各种外界环境因素的影响，其性能逐渐由好变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就属于高分子材料的老化。
不仅造成资源浪费，甚至会因其功能失效酿成更大的事故，而且其老化引起的材料分解也可能会对环境产生污染。
影响高分子材料老化的因素1.宏观影响因素因为高分子聚合物在加工、使用过程中，会受到氧、臭氧、热、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 其化学组成和结构会发生一系列变化，物理性能也会相应变坏，如变色和褪色、聚合物发黄、变糊、开裂、龟裂、剥离和分层、翘曲、脆化、拉伸强度损失、粉化、起泡、失光等，这些变化和现象就称为老化。
2.微观影响因素高分子聚合物在热或光的作用下会形成激发态的分子，当能量足够高，分子链就会断裂形成自由基，自由基可以在聚合物内部形成链式反应，继续引发降解，也可能引起交联。
如果环境中存在氧气或臭氧，还会诱发一系列氧化反应，形成氢过氧化物，并进一步分解成为羰基。
如果聚合物中存在残余的催化剂金属离子，或在加工、使用中带入金属离子如铜、铁、锰、钴等，会加速聚合物的氧化降解反应。
高分子材料试验室加速老化为加快试验周期，更快的得到老化数据，试验室通常使用人造光源模拟日光辐射，匹配不同的温湿度及淋雨条件等，可以模拟各种自然气候。
1）光源的选择常用的人造光源有氙弧灯、金属卤素灯及紫外荧光灯。
紫外荧光灯在中波紫外和短波紫外范围内，能很好的模拟日光。
而氙弧灯和金属卤素灯在全光谱均能很好的模拟日光。
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料老化是指在自然环境下或人工条件下，高分子材料在一段时间的使用或储存过程中发生的物理、化学或结构性变化。
高分子材料老化会导致材料性能下降，使其失去原有的功能和稳定性，从而影响其应用领域和使用寿命。
高分子材料老化的机理主要包括氧化老化、光老化、热老化、湿热老化等。
氧化老化是最常见的一种老化机理，主要是由于高分子材料与氧气接触产生的氧化反应。
氧化反应会导致高分子材料产生氧化物，如羟基，酮基等，使材料失去原有的强度、韧性和柔软性。
光老化是指高分子材料暴露在紫外线辐射下引起的老化过程，光老化主要影响材料的色泽、光泽和力学性能。
热老化是指材料在高温环境下发生的老化过程，高温环境会使材料分子加速运动，导致分子间结构的改变。
湿热老化是指高分子材料在湿热环境下，与水和高温环境接触发生的化学反应，导致材料的退化和老化。
为了延长高分子材料的使用寿命，我们可以采取多种防治方法。
一种常见的方法是添加抗老化剂。
抗老化剂主要用于抑制高分子材料的氧化反应，抗老化剂可以与氧气反应生成稳定的氧化物，从而减缓材料的氧化速度。
还可以使用紫外线吸收剂来减缓高分子材料的光老化速度。
紫外线吸收剂可以吸收紫外线辐射，减少其对高分子材料的破坏。
对于热老化和湿热老化，我们可以通过选择合适的材料和加工工艺来减少材料的老化速度。
选择高熔点的高分子材料可以提高材料的耐热性，选择不易吸水的材料可以减少湿热老化的发生。
正确的储存和使用方法也是延长高分子材料使用寿命的重要因素。
在储存过程中，应避免高分子材料暴露在阳光直射下，避免受潮，避免与有害物质接触等。
在使用过程中，应避免高分子材料长时间暴露在极端环境条件下，如高温、高湿度等。
高分子材料老化是一个复杂的过程，受到多种因素的影响。
为了延长高分子材料的使用寿命，需要深入了解不同老化机理，并采取相应的防治方法。
除了添加抗老化剂和紫外线吸收剂等化学手段外，正确的储存和使用方法也是延长高分子材料寿命的重要因素。
有机高分子材料的老化行为及其调控的研究
有机高分子材料的老化行为及其调控的研究
有机高分子材料的老化行为是指材料在长期使用过程中，由于外界环境的影响或内部结构的变化而引起的性能衰退。
主要包括降解、劣化、裂解、失效等过程。
有机高分子材料的老化行为受多种因素影响，包括化学因素、物理因素和环境因素等。
化学因素主要包括氧化、加热、光照、湿热等，物理因素主要是机械应力、摩擦、振动等，环境因素包括湿度、温度、紫外线等。
这些因素会导致材料的结构发生改变、化学键断裂、分子链断裂等，最终导致材料性能的衰退。
为了延缓有机高分子材料的老化过程，可以采取一些调控方法。
其中一种方法是添加抗氧化剂，抗氧化剂可以有效阻止物质的氧化反应，延缓老化过程。
另一种方法是改变材料的结构，通过改变分子链的长度或交联程度来提高材料的耐老化性能。
此外，还可以通过控制材料的制备条件、改变添加剂的种类和含量等方式来延缓材料的老化。
有机高分子材料的老化行为及其调控的研究在材料科学领域具有重要意义。
通过深入了解材料老化的机理，可以开发出更耐老化的材料，提高材料的使用寿命和性能稳定性。
这对于提高材料的可靠性、降低维护成本具有重要意义。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究作者：邵杰来源：《科技风》2020年第05期摘要：在我国室外工程中，高分子材料的应用非常普遍。
但是由于室外温度、湿度的变化，使得高分子材料容易随着时间的推移而老化。
这种老化的过程是外观、性能的逐渐改变，通过对高分子材料的老化现象进行分析，从而提出高分子材料防老化的措施，對解决高分子老化现象有着一定的现实意义。
关键词：高分子材料;老化;防老化一、高分子材料老化高分子材料老化是随着时间推移的正常现象，可以是电性能、力学性能、物理性能的变化，也有可能是外观的变化。
我们要研究高分子老化现象，就必须对老分子老化的原理进行分析。
①电性能老化。
电性能老化主要指的是电学性能下降，如表面电阻下降、体积电阻下降、电常数下降等。
②力学性能老化。
力学性能老化是指的力学性能中剪切力、冲击力的降低，以及拉伸强度和弯曲强度的降低等情况。
③物理性能老化。
物理性能老化主要是材料的溶解性降低，流变性降低等情况，材料会发生耐寒性和透水性的改变等。
④外观老化。
外观老化主要是高分子材料外观的改变，如经过长年累月的日晒会导致材料变色、变脆，玻璃制品使用时间过长则会出现一定的纹路等。
一般外观的改变主要是收缩、变色、裂纹、皱纹、斑点、霉渍等。
由于高分子材料老化是必然现象，我们必须找出高分子材料老化的原因，才能有针对性的提出预防老化的措施。
二、高分子材料老化的原因分析高分子材料老化主要是内部因素还有外部因素对高分子产生的影响。
①内部因素。
高分子材料老化的内部因素主要是物理形态、化学结构等变化产生的影响。
高分子材料是由一些有序和无需的分子键组成的物理形态，形成结晶区和非结晶区。
由于不是同一的形态，会导致结构形态不一致，因此在外部环境的影响下这些物理结构会逐渐发生变化，最终让高分子材料老化。
高分子材料老化是由化学结构特殊的组成因子造成的，由于高分子材料内部存在弱键，很容易随着环境的变化而产生自由基，这些自由基随着时间的推移会让高分子材料老化。
第章高分子材料的老化性能
第章高分子材料的老化性能高分子材料的老化性能是指在长时间的使用过程中，由于环境、化学物质、温度等外界因素的影响，材料的性能发生改变的现象。
这些改变可能会导致材料的机械性能下降、颜色变化、降解等，甚至使材料失去原有的功能。
高分子材料主要有塑料、橡胶和纤维等，这些材料在使用过程中容易受到光、热、湿等外界因素的影响，从而发生老化现象。
老化的形式可以分为物理老化和化学老化两种。
物理老化主要是由于材料受到外界因素引起的结构疲劳和结构破坏。
光老化是最常见的物理老化形式之一，主要是由于材料长时间暴露在阳光下，紫外线会分解材料的分子链，导致材料强度下降、变脆，甚至出现龟裂和脆性断裂。
热老化是指材料长时间受高温的影响，分子链会发生断裂、结晶度增加，导致材料失去弹性和韧性。
湿气和化学物质的作用也会导致材料的老化，水分会引起材料的吸水膨胀，化学物质会引起材料的腐蚀和溶解。
化学老化主要是由于材料与外界化学物质发生作用，造成材料结构的改变。
氧化老化是最常见的化学老化形式之一，主要是由材料接触到氧气，与之发生氧化反应，导致材料的强度和韧性下降。
酸碱老化是材料与酸碱物质发生反应，使得材料的分子链断裂和交联程度变化，从而导致材料性能的改变。
还有一些材料会在特定环境下发生引发老化反应，例如光氧老化、光致老化等。
为了减缓高分子材料的老化速度和延长其寿命，需要进行老化性能测试和防老化处理。
老化性能测试可以通过暴露试验、加速老化试验和退火试验等方法，对材料的老化行为进行评估和分析。
防老化处理主要是采取添加防老化剂、改变材料结构和添加抗氧剂等方法，来提高材料的老化抵抗能力。
总之，高分子材料的老化性能是一个重要的研究方向，对于材料的设计和应用具有重要意义。
通过深入研究材料的老化机制和开发防老化技术，可以有效延长材料的使用寿命，提高材料的可靠性和安全性。
高分子材料的老化及防老化研究
高分子材料的老化及防老化研究1. 引言1.1 高分子材料的老化问题高分子材料的老化问题是指高分子材料在长时间使用过程中所面临的性能衰减、物理结构变化和化学组成变化现象。
高分子材料在实际应用中往往会受到光、热、氧、湿等环境因素的影响，导致其老化加剧。
聚乙烯材料在阳光照射下会发生裂解和氧化反应，导致材料表面变得粗糙、发黄甚至开裂；聚氯乙烯材料在长时间加热作用下会发生塑化剥离、变脆等现象。
高分子材料的老化问题不仅会降低材料的性能和寿命，还会影响产品的安全性和稳定性。
针对高分子材料的老化问题，科研人员们开展了大量的研究工作，希望找到有效的方法延缓材料的老化进程，提高材料的稳定性和耐用性。
对高分子材料的老化机理进行深入研究，并寻找有效的防老化技术成为了当下研究的热点之一。
随着科学技术的不断发展，高分子材料的老化问题必将得到更好的解决，为各行各业提供更加稳定、可靠的材料。
1.2 研究背景高分子材料的研究背景十分重要，随着高分子材料在各行各业的广泛应用，其老化问题也日益凸显出来。
高分子材料的老化是指材料在长期使用过程中受到外界环境和内部因素影响，导致结构和性能发生不可逆转的变化。
这种变化可能表现为颜色变浅、机械性能降低、表面开裂或龟裂等现象，严重影响材料的使用寿命和性能。
研究高分子材料的老化问题具有十分重要的意义。
随着科技的不断进步和人们对材料性能要求的提高，高分子材料的老化问题已成为当前研究的重点之一。
在实际生产和应用中，高分子材料的老化问题给企业带来了经济损失，也给消费者带来了安全隐患，因此探讨高分子材料老化机理，并寻找有效的防老化技术具有重要的现实意义。
研究高分子材料老化问题的背景是十分重要的，只有深入了解老化机理、分析老化影响因素并探讨防老化技术，才能为延长材料寿命、提高材料性能提供科学依据。
1.3 研究意义高分子材料的老化问题一直是材料科学领域的重要研究方向。
随着高分子材料在各个领域的广泛应用，其老化问题日益凸显。
有关高分子材料老化性能的思考
有关高分子材料老化性能的思考摘要：高分子材料性能优异，应用领域广泛，在户外工程中市场占有率很高。
但由于使用过程中高分子材料受光、湿度和温度等环境因素作用，导致力学性能和外观发生变化。
为改善高分子材料的抗老化性能，必须充分认识其老化机理和老化进程，进而有目的地进行防老化改性。
关键词：高分子材料；降解；老化；进展高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于内外因素的综合影响，逐步发生物理化学性质变化，物理机械性能变坏，以致最后丧失使用价值，这一过程称为“老化”。
老化现象有如下几种:外观变化，材料发粘、变硬、变形、变色等；物理性质变化，溶解、溶胀和流变性能改变；机械性能变化和电性能变化等。
引起高分子材料老化的内在因素有：材料本身化学结构、聚集态结构及配方条件等；外在因素有：物理因素，包括热、光、高能辐射和机械应力等；化学因素，包括氧、臭氧、水、酸、碱等的作用；生物因素，如微生物、昆虫的作用。
老化往往是内外因素综合作用的极为复杂的过程。
高分子材料的老化缩短了制品的使用寿命，并影响制品使用的经济性和环保性，限制了制品的应用范围。
因此，研究引发高分子材料老化的原因及其微观机理具有非常重要的意义。
近年来，高分子老化研究主要集中在探讨高分子材料老化的规律、机理，以及环境因素对材料老化的影响等方面，这些工作对于发展新的实验技术和测试方法，改善材料的生产技术、研制特种材料、逐步达到按指定性能设计新材料等具有重大的指导作用。
1 户外因素对高分子材料老化行为的影响为的影响高分子材料在户外曝露于太阳光和含氧大气中，分子链发生种种物理和化学变化，导致链断裂或交联，且伴随着生成含氧基团如酮、羧酸、过氧化物和醇，导致材料韧性和强度急剧下降。
关于光氧化降解过程和防止这种降解过程的发生，已有很多研究报导，这些研究工作的基础是光化学效应，即物质在吸收光后所发生的反应。
紫外波长300n m～400nm，能被含有羰基及双键的聚合物吸收，而使大分子链断裂，化学结构改变，导致材料性能劣化，因此历来是研究热点。
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一类具有较高相对分子质量的聚合物材料，其具有优良的机械性能、可塑性以及化学稳定性等特点，在工程领域具有广泛的应用。
高分子材料在使用过程中容易受到外部环境的影响而发生老化现象，降低其性能和寿命。
研究高分子材料老化机理以及防治方法对于提高其使用寿命和物性具有重要意义。
高分子材料的老化是一个复杂的过程，其主要表现为物理老化和化学老化两方面的变化。
物理老化指的是高分子材料在受到机械应力、温度和湿度等外界条件的影响下，分子结构发生改变，如晶体结构的变化、拉伸和弯曲引起的宏观形变等。
化学老化是指高分子材料的聚合骨架或侧链发生断裂或结构变化，导致材料性能下降，如降解、氧化等。
物理老化和化学老化是相互作用、并存的过程，相互影响、共同加速高分子材料的老化进程。
在高分子材料的老化防治中，需从以下几个方面进行探讨。
对高分子材料在不同环境条件下的老化机理进行深入研究。
不同的材料在不同环境条件下的老化特性有所不同。
高温会导致高分子材料的熔融、分解等物理性质的变化；紫外线辐射会引发分子链的断裂和氧化反应等。
通过了解不同条件下高分子材料的老化机理，可以根据实际应用环境选择相应的防老化措施。
通过添加抗老化剂来延缓高分子材料的老化过程。
抗老化剂可以抑制物理老化和化学老化的发生，减缓材料老化的速度。
对于受紫外线照射的高分子材料，可以添加紫外线吸收剂或光稳定剂，来吸收或稳定紫外线辐射，降低材料老化的速度。
合理设计材料的结构和配方，提高材料的抗老化性能。
通过选择合适的单体和添加剂，可以改善材料的老化性能。
添加有机锡稳定剂可以有效地提高聚氯乙烯的耐热老化性能；采用共混改性技术可以增强材料的力学性能和抗老化性能。
进行高分子材料的特殊处理，提高其抗老化性能。
通过交联或复合处理，可以增加材料的分子链交联程度，提高材料的稳定性和耐老化性能。
使用高分子材料时，要注意避免过高的应力集中、过高的温度和湿度等因素对材料的影响，充分考虑材料的使用环境和工艺条件。
浅谈高分子材料老化性能
浅谈高分子材料老化性能摘要：随着科技的飞速发展，高分子材料在人们的生活和工作中得到了广泛的运用，并逐渐形成了人们日常使用的重要物质。
不过高分子材料在使用的时候会发生一些问题，导致高分子材料的寿命受到了极大的影响，所以目前许多行业还不能用高分子材料来代替。
为此，本文对高分子材料的抗衰老机制进行了深入的探讨。
关键词：高分子材料；老化机理；防治方法引言高分子材料是指一种具有高分子质量的复合物质。
高分子材料的结构具有很好的改性和延展性，而且很容易被处理。
高分子材料在人类的日常生产中得到了大量的使用，如塑料、纤维、涂料等。
特别是航空工业、社会基础设施、军队等领域，可以成为推动国家发展的重要因素。
然而，一旦出现了老化现象，不仅会降低其使用的价值，还会使其失去原有的使用性能。
高分子材料的老化通常是：物质形态发生变化，内部化学反应导致化学分子发生变化。
其产生原因主要有内外两方面。
高分子材料的结构简单，用途广泛，性能优异，其作用与分子结构紧密相关。
所以，有必要防止它的衰老。
1概述高分子材料和小分子物质是一个相对的概念，高分子材料的分子量大，分子量分布分散，这就是高分子材料和小型分子结构的不同之处。
高分子材料物质的分子量一般大于10000，其分子量和其组成成份是比较稳定的。
高分子材料的分子量多分散是指高分子材料的分子结构比较均匀，其各个部分的化学性质、物理特性和生物特性相差不大，能使其得到充分的利用。
2高分子材料的老化机理2.1合成纤维老化机理合成纤维中含有大量活性的端基，如端胺基，一旦受到臭氧、辐射、氧气等因素的作用，就会使其发生氧化，从而导致酰胺键的破坏。
通常来说，当酰胺键断裂时，会生成较低分子量的聚酰胺、环戊酮和CO2，随着CO2的不断排放，合成纤维会慢慢地变成黄色，从而改变其性质，这就是人造纤维的衰老机制。
此外，由于水和热等条件可以加速合成纤维的光催化，所以在大气中的水分和高温下，合成纤维的老化会加速。
2.2塑料及其老化机理塑胶是常用的高分子材料，使用寿命也比较长久。
第十章高分子材料的老化性能
第十章高分子材料的老化性能1. 引言高分子材料在工程和日常生活中得到广泛应用，然而，长期使用和暴露在外部条件下，如光、热、湿、氧等，会导致高分子材料老化。
高分子材料的老化性能关系到其使用寿命、力学性能、外观和安全性能等方面。
因此，研究高分子材料的老化性能具有重要意义。
2. 高分子材料的老化机理高分子材料老化是指其在外部条件作用下，分子链的断裂、交联、氧化、裂解等变化过程。
老化机理包括热老化、光老化、湿氧老化和机械应力老化等。
2.1 热老化高分子材料在高温环境下容易发生热裂解和分解，导致力学性能下降。
热老化过程中，高分子材料分子链的键断裂、链末端反应、氧化等都是重要的反应过程。
2.2 光老化高分子材料在阳光或紫外线照射下容易发生光氧化、光致变色等反应。
光老化会使高分子材料的外观、色彩、力学性能和耐候性下降。
2.3 湿氧老化高分子材料在潮湿环境中暴露会引发湿氧老化。
水分和氧气进入高分子材料中，导致链断裂、交联、氧化等反应，从而使材料的性能发生变化。
2.4 机械应力老化高分子材料在受力下容易发生机械应力老化。
机械应力下，分子链会发生断裂、滑移、交联等变化，导致材料的力学性能下降。
3. 高分子材料老化评估方法为了评估高分子材料的老化性能，科研工作者和工程师们提出了一系列的老化评估方法。
3.1 加速老化试验加速老化试验是通过在短时间内模拟材料长时间在外部条件下的老化过程，加速材料老化。
常用的加速老化试验有热老化试验、光老化试验、湿氧老化试验和机械应力老化试验等。
3.2 性能变化评估高分子材料老化后，其物理、化学、机械等性能会发生变化。
通过测试老化前后材料的性能差异，可以评估其老化性能。
3.3 外观观察高分子材料老化后外观的变化是评估其老化性能的重要指标之一。
通过观察材料的色彩变化、表面粗糙度、裂纹、变形等，可以评估其老化程度。
4. 高分子材料老化防护与改性为了提高高分子材料的老化抵抗能力和延长其使用寿命，人们采取了一系列的防护和改性方法。
26高分子材料的老化性能研究
文章编号：1009-6825（2006）01-0179-02高分子材料的老化性能研究收稿日期：2005-09-27作者简介：谭晓倩（1978-），女，大连理工大学土木水利学院材料学专业硕士研究生，太原理工大学阳泉学院，山西阳泉045000史鸣军（1976-），男，工程师，大连亿达建筑工程有限公司，辽宁大连116000谭晓倩史鸣军摘要：主要综述了高分子材料老化机理及目前国内外各种高分子材料老化试验研究方法。
并在现有的基础上，对高分子材料将来的研究进行了展望。
关键词：高分子材料，老化试验，老化机理中图分类号：T U 502文献标识码：A引言自20世纪提出高分子材料概念以来，高分子材料在短短几十年间已取得惊人的进展。
由于高分子材料具有质量轻、强度高、抗腐蚀性能好，有很好的保护性能，无论是在超高温的工程技术，还是超低温的冷冻技术，也不管是太空的宇航，还是大海的深潜，都离不开高分子材料。
但由于物理、化学、生物霉菌、加工成型方法、组成高分子材料的基本成分、高分子化学结构、聚集态结构及配方条件等往往会导致高分子材料的老化。
高分子的老化失效问题已成为限制高分子材料进一步发展和应用的关键问题之一［1-3］。
目前老化研究主要集中在探讨这些材料老化的规律、机理以及环境因素对材料老化的影响等方面，并取得了一些有价值的结果。
1高分子材料的老化特征高分子材料的老化现象归纳起来有下列4种变化［4］：1）外观的变化：出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化、发粘、翘曲、鱼眼、起皱、收缩、焦烧、光学畸变以及光学颜色的变化；2）物理性能的变化：包括溶解性、溶胀性、流变性能以及耐寒、耐热、透水、透气等性能的变化；3）力学性能的变化：包括张力强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松弛等性能的变化；4）电性能的变化：如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。
2高分子材料老化机理2.1游离基反应机理研究表明，高分子材料在光、热和氧共同作用下，老化是一个自动催化过程，主要是按照游离基反应过程进行：链的引发：R H —R・R H +O 2—R ・+H O 2・R ・+O 2—R O 2・链的增加和传递：R O 2+RH —R O O H +R ・R O O H —R O ・+・O HR O O H +R H —R O ・+R ・+H 2O R O ・+R H —R O H +R・链的终止：R ・+R・—R —R R ・+R O 2・—R O O R R O 2・+R O 2・—R O O R +O 2链的阻化：R O O ・（R O ・H O ・等）+A H —R O O H+A ・（A H 为抗氧剂）2.2离子—分子机理这种机理认为聚氯乙烯分解脱H C l 反应的引发，起因在于C —C l 极性键及邻近受其能量活化的C—H 键，使相邻的碳原子上的氢带上部分正电荷，于是在静电吸引力作用下，形成了活化环状体，发生电子的转移，脱出H C l 和在主链上形成双键。
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料老化机理及防治方法探讨
高分子材料是一类广泛应用于工程领域的材料，如塑料、橡胶、纤维等。
然而，由于
长期使用或保存，高分子材料会逐渐老化，导致性能下降或失效，这是工程实践中必须考
虑的问题。
高分子材料老化机理复杂，一般包括化学老化、热老化、光老化和机械应力等多个方
面的影响。
其中，化学老化是高分子材料老化的主要原因之一，包括氧化、引发剂消耗和
降解等。
热老化是由于高分子材料长期受热而引起的老化现象，会导致物理性能和机械性
能的下降。
光老化则是由紫外线和可见光等波长的光照射引起的老化，会导致高分子材料
外观发生变化以及物理力学性能的损失。
机械应力可能会破坏高分子材料分子结构，导致
老化。
为了防止高分子材料老化，需要采取相应的防治方法，一般可从以下几个方面入手。
首先是选用适当的高分子材料，高分子材料的使用寿命应大于工程项目的使用寿命。
其次，进行合理的加工和成型操作，避免高温和高压等加工条件过于严苛，引入有害物质等造成
的损伤。
此外，在储运和使用过程中要注意防止机械应力和热老化等因素的侵害，对于外露、易受光照的材料可以加入紫外线吸收剂等添加剂进行防治。
综上所述，高分子材料的老化机理有多方面的影响，但其中以化学老化为主。
然而，
通过适当的预防措施，可以延长高分子材料的使用寿命并提高其性能稳定性。
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④ 将聚合物改性，如接枝、共聚引进耐老化结构
8.3 几种常用高分子材料的防老化 1 聚氯乙烯的防老化
➢PVC是仅次于聚乙烯的第二吨位塑料 品种，用途广，但易老化。其制品 （如管材、雨衣、薄膜、塑料鞋等） 使用几年后就会发脆、开裂，热稳定 性差，100~150oC分解，不加稳定剂则 不能加工。
2.塑料长效热稳定性能的测试与评价
3. 塑料防光氧老化性能的测试与评价 自然曝露试验方法和实验室光源曝露试验方法
前者试验周期长，试验结果适用于特定的曝露实验场；后 者具有试验周期短，与场地、季节和地区气候无关，以及 测定的数据有很好的重复性等优点 。
立体规整性影响化学老化
➢具有立体规整性高聚物比无规结构高聚物稳定性高
➢聚丙烯有规整的叔碳–C–H键，氧化时生成的ROO· 容易引起分子内部的链增长反应，导致稳定性较差
相对分子量及其分布影响化学老化
➢氧化速度几乎与相对分子量无关，这是因为自由基引发速率 与终止速率相等 ➢相对分子量分布宽的高聚物，端基多，易氧化
(3) 是玻璃态材料的共性，不同材料具有相似的老化规律， 不依赖于材料的老化结构，仅取决于材料所处的状态。
(4) 老化速率与温度符合Arrhenius方程
8.2 防止老化的措施
① 添加各种稳定剂（主要途径）：能防护、抑制光、 氧、热等外因对高分子材料产生破坏的物质
② 物理防护：涂漆、渡金属、涂覆等在高分子材料 表面附上保护层，阻挡或隔绝老化外因。如橡胶 表面涂蜡
（一） 化学老化
降解：高分子化学键受到光、热、机械作用力等影响， 分子链发生断裂从而引发自由基连锁反应的结果
影响：相对分子质量下降 变软发粘 拉伸强度和模量下降
交联：断裂的自由基再相互作用产生交联结构的结果 影响：变硬、变脆、断裂伸长率降低
化学老化的类型
（1）.热氧化老化 （2）.光氧化老化 （3）.高能辐射下降解与交联 （4）.水解降解
8.4 高分子老化材料的测试与评价
1.塑料加工热稳定性能的测试与评价
1.1 熔体流动速率法
其原理是：在一定的温度和负荷下， 测定材料在熔体流动速率仪中进行老 化后经不同停留时间的熔体流动速率 变化，并进行定量的评价
老化停留时间越长，熔体流动速率越小
1.2 流变法
流变法通常采用转矩流变仪（Brabender）进行测试。 该仪器有混和装置和 挤出装置，仪器可以自动 记录扭矩、压力、温度、 时间等参数。
(1) 可逆：把已产生物理老化的材料再加热到液态，并 迅速冷却到存放温度，其性能可恢复到老化之前的状态， 可以用热处理的方法消除存放历史或使样品达到所需的 状态。
(2) 缓慢的自减速过程：是通过链段运动使自由体积减小 的过程，自由体积减小使得链段活动性减低，导致老化 速率降低，形成一负反馈“自减速”过程，老化速率随 存放时间的指数函数减小。
添加抗氧剂，主要是位阻酚
2,4,6位置上有取代基的苯酚 高效、毒性小、无色、挥发性小
添加光稳定剂，羟基二苯甲酮或镍的配合物 深色的PP制品，炭黑也是一种有效的光氧化老化稳 定剂
3 橡胶的防老化
橡胶中含有很多双键，特别容易被氧化而按自由基反应机 理降解；橡胶制品多在应力状态下使用，容易发生臭氧龟 裂，臭氧老化是橡胶老化的重要方面。
8.1 高分子材料的老化与稳定性能
一、 老化的基本类型
化学老化：一种不可逆的化学反应，是高分子材料分子结构 变化的结果，如塑料的脆化、橡皮的龟裂。 特点：不可逆、不能恢复
物理老化：玻璃态高分子材料通过小区域链段的布朗运动使 其凝聚态结构从非平衡态向平衡态过渡，从而使得材料的物 理、力学性能发生变化的现象。
微量金属杂质影响化学老化
按氧化还原机理使ROOH分老化
➢物理老化与高分子构象变化有关，从低能态向高能 态构象转变。
➢物理老化的结果使得材料的自由体积减少，密度增加， 模量和拉伸强度增加，断裂伸长和冲击强度下降，由塑性 转变成脆性，导致材料在低应力水平下的破坏。
物理老化的特点
CH2 CH n
Cl PVC
热稳定性是PVC的重要质量指标，一般采用加入热稳定 剂的方法，防止加工和使用过程发生热氧化老化。
热稳定剂： ① 有机酸或无机酸金属盐：常用硬脂酸铅、硬脂酸钡、
硬脂酸钙等，作用是吸收HCl，抑制HCl分解作用，
硬脂酸盐的羧基的α-H吸收自由基，抑制脱HCl反应。
② 有机金属化合物：属于抗氧剂，能与大分子自由基作 用，生成一个惰性的自由基，而抑制自由基连锁反应， 常用二月桂酸二丁基锡酯。
老 化：高分子材料在加工、储存和使用过程中， 由于受热、光照、氧、高能辐射、化学介质、微生 物、潮湿等环境因素影响，逐步发生物理化学性质 变化，使性能下降，以致最后丧失使用价值的过程。
老化的4种情况: (1).外观变化：发黏、变硬、脆裂、变形、变 色和起泡 (2).物理性质变化：溶解、溶胀、流变性、透 气透水性能 (3).力学性能变化：拉伸强度、弯曲强度、硬 度和弹性 (4).电性能变化：绝缘电阻、电击穿强度
➢添加防老剂，其兼具抗氧、抗疲劳开裂和抗臭氧的综合作 用，其中以芳香胺的防老剂效果最好，如苯基-β-萘胺、二 苯基-对二胺、葵或壬代二苯胺，缺点是有颜色只适合于深 色制品。
➢浅色制品用位阻酚或有机磷类防老剂
氧化作用对高分子材料的老化起决定性作用，所 以抑制氧和臭氧的作用是防老化的重要措施，防老化 的原则上有两种方法： ➢制止连锁反应开始，加氢过氧化物分解剂，主要是 含磷的化合物 ➢迅速终止连锁反应，加酚类和胺类化合物，吸收自 由基而使连锁反应终止
化学结构影响化学老化
➢与化学键的强度密切相关，弱键容易断裂，形成 自由基引发点，热氧化降解
➢支链和侧基减低键能，减低高分子稳定性能
➢二烯类聚合物中双键降低稳定性，引入HCl和Cl2 提高
聚集态结构影响化学老化
➢在100oC时直链聚乙烯结晶度比支链聚乙烯高， 老化速度慢
➢140 oC熔点之上，两者均为无定型态，氧化速度 基本接近
③ 环氧化合物：常用环氧大豆油，其羧基和双键
的α-H可吸收自由基。
④ 亚磷酸酯：常用亚磷酸三苯酯和亚磷酸三甲酯， 是氢过氧化物分解剂。
2 聚乙烯PE和聚丙烯PP的防老化
PE产量第一，PP产量第三，PE对氧较稳定,乙烯-丙烯共聚物 次之，PP不稳定，其氧化后变脆。 原因：PP链上存在甲基和大量的叔碳原子，易被氧化