耐老化高分子材料的研究及应用

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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

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括高分子、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子材料自身的性能较好,被广泛的应用在各行各业中,但是由于高分子材料在生产或储存的过程中,容易产生一些物理或化学变化,导致材料老化,性能降低,造成无法使用。

本文主要通过分析高分子材料产生的老化问题,并探讨防治高分子材料老化的一些措施。

标签:高分子材料;老化问题;预防对策由于高分子材料具有其独特的优势,已被广泛地运用于国民经济和日常生活的许多领域。

它是高科技和国家经济支柱产业中不可或缺的材料,也是重要的战略储备物资。

高分子材料在生产和使用的过程中,其无法避免地会在不同程度上发生老化现象。

随着高分子材料的种类、用量的增加和极端使用条件的扩大,其老化问题日益突出,因而对其老化规律、老化机理和防老化的研究也变得日益重要。

本文主要针对其发生老化的原因进行讨论,找出预防老化的相应对策。

一、高分子材料的老化(一)高分子材料老化的表现1、由于高分子材料品种不同,使用条件各异,因而有不同的老化现象和特征。

对于高分子制品来说,生胶经久贮存时会变硬、变脆或者发粘;高分子薄膜制品(如雨衣、雨布等)经过日晒雨淋后会变色,变脆以至破裂;在户外架设的电线、电缆,由于受大气作用会变硬、破裂,以至影响绝缘性;汽车轮胎和飞机轮胎使用日久后会发生龟裂;在实验室中的胶管会变硬或发粘;有些高分子制品还会受到霉菌作用而导致破坏等等。

农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降;航空有机玻璃用久后出现银纹、透明度下降;2、高分子材料老化发生的变化:首先是外观的改变,出现斑点、裂缝、污渍、喷霜、银纹、发粘、粉化、起皱、翘曲、焦烧、收缩、光学颜色的变化以及光学畸变。

其次是使用方面的改变,使用方面的改变又包括物理性能改变,流变性能、溶胀性、溶解性、耐寒性以及耐热、透气透水等性能的变化。

还有力学性能发生改变,相对伸长率、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、应力松驰、剪切强度等性能的变化。

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

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料在工业和生活中广泛应用,例如塑料、橡胶、纤维等,它们具有轻、坚、抗腐蚀性好、耐磨、绝缘性能好等优点,已经成为现代工程技术和科学技术领域中不可或缺的材料。

随着时间的推移,高分子材料会发生老化现象,导致材料性能下降,甚至失去使用价值。

研究高分子材料的老化机制和防老化技术对于延长材料寿命、提高材料性能具有重要的意义。

一、高分子材料的老化现象高分子材料在长期使用过程中,会发生多种老化现象,主要包括物理老化和化学老化两种类型。

1. 物理老化物理老化是指高分子材料在外部环境作用下,发生微观结构和宏观形态变化的现象。

主要表现为材料硬度下降、强度降低、脆性增加、断裂伸长率减小等。

这些变化是由于高分子链的结晶度和分子量分布发生改变,从而导致材料性能下降。

2. 化学老化高分子材料的老化会导致材料性能下降,对材料的使用寿命和安全性造成严重影响。

具体表现为以下几个方面:1. 机械性能下降:老化会导致高分子材料的硬度、强度、韧性等机械性能指标下降,使材料容易发生断裂、变形等现象。

2. 耐热性能降低:高分子材料老化后,耐热性能会减弱,容易软化、熔融,导致材料失去原有形状和结构。

3. 耐候性减弱:高分子材料在自然环境中老化,容易变色、龟裂、变质,并且随着老化程度的加剧,耐候性能会逐渐降低。

4. 绝缘性能下降:老化会导致高分子材料的绝缘性能降低,增加了绝缘材料在电气设备中的漏电和击穿风险。

为了延长高分子材料的使用寿命,提高其性能稳定性,科研工作者对高分子材料的老化机制进行了深入研究,并提出了一系列防老化技术。

研究表明,高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。

环境条件、材料结构、添加剂等因素都会影响高分子材料的老化速度和方式。

利用适当的实验手段,对高分子材料老化的机制进行深入研究,可以为防老化技术的研发提供理论依据。

2. 防老化技术研究针对高分子材料的老化问题,科研人员提出了多种防老化技术,主要包括添加剂、改性处理、表面涂层等方法。

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

高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一种具有重要应用价值的材料,它具有良好的工程性能和广泛的用途。

随着使用时间的增加,高分子材料可能会发生老化现象,导致材料性能下降甚至失效,从而影响产品的使用寿命和安全性。

本文将重点探讨高分子材料老化的机理及防治方法。

一、高分子材料老化的机理高分子材料老化是由于材料内部结构的改变和分子链的断裂所致。

主要包括热老化、光老化、氧化老化、湿热老化等几种类型。

1. 热老化高温对高分子材料的影响主要表现为分子链振动增加,分子间相互作用减弱,导致材料的强度和韧性下降。

高温还会促进氧化反应的进行,导致材料发生氧化老化。

高分子材料在阳光照射下容易发生光老化,主要表现为材料表面发生变色、发黄、龟裂等现象。

这是因为紫外光和可见光能够引发高分子材料的自由基反应,导致分子链断裂和交联反应,从而使材料性能下降。

氧气是高分子材料的一种主要老化因素,它能够与材料中的双键结构发生氧化反应,导致材料发生老化。

氧气还能够引发自由基反应,响应材料的老化过程。

高分子材料在潮湿环境下容易发生湿热老化,导致材料失去原有的强度和硬度。

湿热老化的主要机理包括水分分解、水解裂解、水解引起的氢键断裂等。

针对高分子材料老化的机理,可以采取一些防治措施,延缓材料老化的发生,提高材料的使用寿命和安全性。

1. 添加抗氧化剂向高分子材料中添加抗氧化剂是一种常见的防治方法,抗氧化剂能够有效地阻止或减缓氧化反应的进行,延缓材料老化的发生。

常用的抗氧化剂有羟基类、磷酸酯类、硫醇类等。

2. 添加紫外吸收剂对于易于发生光老化的高分子材料,可以向材料中添加紫外吸收剂,能够有效地吸收紫外光,阻止或减缓光老化的进行,延缓材料的老化。

3. 添加热稳定剂4. 降低材料暴露于老化环境中的时间和强度在实际使用中,可以通过避免或减少高分子材料暴露于老化环境中的时间和强度,延缓材料的老化。

在室外环境下使用的高分子材料制品,可以通过采取罩棚、遮阳等措施,减少材料的暴露时间和强度。

高分子材料的耐老化性能与应用探索

高分子材料的耐老化性能与应用探索

高分子材料的耐老化性能与应用探索在现代科技和工业领域中,高分子材料扮演着举足轻重的角色。

从日常生活中的塑料制品到航空航天领域的高性能部件,高分子材料的应用无处不在。

然而,高分子材料在使用过程中往往会面临老化的问题,这不仅会影响其性能和使用寿命,还可能带来安全隐患。

因此,深入研究高分子材料的耐老化性能,并探索其在不同领域的应用,具有重要的现实意义。

一、高分子材料老化的原因高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的综合影响。

其中,最主要的因素包括以下几个方面:1、光氧老化阳光中的紫外线是导致高分子材料老化的重要因素之一。

紫外线能够激发高分子材料分子链中的化学键,使其发生断裂和交联,从而改变材料的物理和化学性能。

例如,塑料在长期暴露于阳光下会变得脆化、褪色。

2、热氧老化温度的升高会加速高分子材料的氧化反应。

在有氧存在的情况下,高分子材料容易发生热氧老化,导致分子链的降解和性能下降。

高温环境下,橡胶制品容易变软、发粘甚至失去弹性。

3、化学介质老化高分子材料在接触到化学介质,如酸、碱、盐等时,可能会发生化学反应,导致材料的结构和性能受到破坏。

例如,某些聚合物在强酸或强碱环境中会被腐蚀。

4、生物老化在一些特定的环境中,如潮湿、微生物滋生的场所,高分子材料可能会受到生物因素的影响而老化。

微生物的代谢产物或酶的作用可能会侵蚀高分子材料的表面。

二、高分子材料耐老化性能的评估方法为了准确评估高分子材料的耐老化性能,科研人员和工程师们采用了一系列的测试方法。

1、力学性能测试通过拉伸试验、弯曲试验等力学性能测试,可以了解高分子材料在老化前后的强度、模量、韧性等指标的变化。

2、外观观察直接观察材料的外观变化,如颜色、光泽、表面粗糙度等,也是一种简单而直观的评估方法。

3、热分析热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等热分析技术可以用于研究高分子材料在老化过程中的热稳定性和相变情况。

4、红外光谱分析利用红外光谱可以分析高分子材料分子结构的变化,从而判断其老化程度。

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

高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一类具有高分子量、由重复单元构成的聚合物物质,广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料等领域。

由于长期的使用和环境因素的影响,高分子材料会发生老化现象,导致其性能下降甚至失效。

本文将探讨高分子材料的老化机理及防治方法,以期为相关领域的研究提供一定的参考和帮助。

一、高分子材料的老化机理1. 光照老化高分子材料在长期的光照作用下易发生老化。

光照老化主要是由于紫外光的作用,使高分子材料中的化学键发生断裂,导致材料表面发生龟裂、变黄、脆化等现象。

3. 微生物和化学品的侵蚀高分子材料在潮湿环境和受到微生物的侵蚀时,容易发生老化。

微生物和化学品会破坏高分子材料的结构,导致材料的性能下降。

1. 添加抗氧化剂和紫外吸收剂在高分子材料的生产过程中,可以向材料中添加抗氧化剂和紫外吸收剂,以延缓光照和热氧老化的发生。

抗氧化剂可以减少氧气与高分子材料的反应,紫外吸收剂可以吸收紫外光的能量,防止其对材料的破坏。

2. 采用表面处理技术通过表面处理技术,如喷涂表面保护剂、镀膜等,可以增加高分子材料的表面硬度和抗老化性能,延长材料的使用寿命。

3. 选择适当的填充剂和增强剂可以选择适当的填充剂和增强剂,如玻璃纤维、碳纤维等,在高分子材料中加入,以增强材料的抗老化性能和耐磨性能。

4. 控制生产工艺在高分子材料的生产过程中,控制生产工艺,避免材料出现氧化和拉伸等现象,以延缓材料的老化。

5. 加强材料的维护和管理在高分子材料的使用过程中,加强对材料的维护和管理,定期清洁、保养和检查,及时发现并处理老化现象,延长材料的使用寿命。

通过以上探讨,可以看出高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。

为了延缓高分子材料的老化,我们可以通过添加抗氧化剂和紫外吸收剂、采用表面处理技术、选择适当的填充剂和增强剂、控制生产工艺以及加强材料的维护和管理等手段来防治。

希望本文的探讨对相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。

高分子材料的耐候性与稳定性研究

高分子材料的耐候性与稳定性研究

高分子材料的耐候性与稳定性研究高分子材料是一种重要的材料类别,具有广泛的应用领域,如塑料制品、橡胶制品、纤维素材料等。

然而,在实际使用过程中,高分子材料会受到各种外界环境的影响,如紫外线、高温、湿热等,从而降低其性能和寿命。

因此,高分子材料的耐候性和稳定性成为研究的重点。

高分子材料的耐候性是指在长时间的自然环境中,材料所表现出来的性能稳定性。

紫外线是高分子材料最常见的外界因素之一,它可以穿透大气层,直接照射到材料表面。

紫外线的照射会引发高分子材料的光降解反应,导致材料的劣化。

因此,研究高分子材料的耐候性需要从理解紫外线照射对材料的影响入手。

首先,紫外线照射会引发高分子材料的链断裂反应,造成分子链的断裂和损坏。

这会导致材料的力学性能下降,如强度、硬度等减少,从而降低材料的耐久性。

研究表明,添加光稳定剂可以有效抑制紫外线对高分子材料的光降解反应,保护分子链的完整性。

其次,紫外线照射还会引发高分子材料的氧化反应。

氧气是紫外线引发氧化反应的重要参与者,它会与高分子材料中的活性基团发生反应,形成氧化产物。

这些氧化产物会导致材料的颜色变化、透明性下降等问题。

在研究中,采用添加抗氧化剂的方式可以有效抑制紫外线引发的氧化反应,提高高分子材料的耐候性。

此外,高温和湿热环境也是影响高分子材料耐候性的重要因素。

在高温环境下,高分子材料的分子链会发生融化和熔化,导致材料失去原有的形状和力学性能。

湿热环境中,高分子材料可能发生吸湿、溶胀等变化,导致材料的尺寸及物理性能发生变化。

因此,研究高分子材料在高温和湿热环境下的稳定性,对于提高材料的耐候性至关重要。

在研究高分子材料的耐候性和稳定性时,可以采用一系列试验和分析方法进行评估。

例如,可以使用光照老化试验来模拟紫外线照射下的材料行为变化,通过测定材料的力学性能、表面形貌、化学结构等来评估材料的耐候性。

同时,也可以通过热老化试验来模拟高温环境下的材料行为变化,探究材料在高温条件下的稳定性。

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

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。

高分子材料的抗老化措施分析

高分子材料的抗老化措施分析

高分子材料的抗老化措施分析摘要:高分子材料具有性能优异的特点,市场占有率也逐步提高,应用范围也很广,很多领域都有使用。

然而,由于光照、湿度和温度等外部因素的影响,高分子材料的物理特性和结构容易产生变化,导致老化。

为了进一步提升高分子材料的抗老化效果,必须充分了解影响老化的因素,分析老化机理和老化过程,从而提升高分子材料的高性能,推广高分子材料的应用,提升行业水平。

关键字:高分子材料;老化;预防措施1高分子材料1.1.高分子材料的概念高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基础,再加入其他添加剂而最终形成的一种材料。

高分子材料有着非常广泛的应用范围,无论是生产日常用品还是生产高科技产品,高分子材料都发挥了作用。

因此,材料领域的发展过程中,高分子材料是最快的。

使用高分子材料过程中,会因为外界环境和化学介质的综合作用,而改变了高分子材料的化学结构,最终产生了物理结构的变化,如材料变硬、变脆、发粘、变色等等。

这些都是高分子材料的老化,而老化的实质就是物理化学性质发生了变化。

1.1.高分子材料的优势按照材料的来源分类,高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。

天然高分子材料,如天然纤维和天然橡胶等,是可以直接从自然界获得并使用的高分子材料。

合成高分子材料是一种合成聚合物,种类更为广泛,可分为合成橡胶、合成纤维和塑料。

天然高分子材料或合成高分子材料两者都具有其他材料所不具备的稳定分子量的优点。

高分子材料具有许多其他材料无法代替的优点,比如:材料质量轻,实用且方便运输;强度高,高强度高分子材料的强度比钢的强度更高,是一种强度高、重量轻的材料;导热系数低,绝缘效果理想;化学稳定性和耐腐蚀性高,一般的酸、碱、盐或油脂都无法腐蚀材料;韧性、拉伸性好;具有良好的电气绝缘性;耐磨性极佳,一些高分子材料在摩擦时具有很强的耐磨性。

2引起高分子材料老化的因素在实际生产生活中,引起高分子材料老化的因素有很多。

2.1从物理的角度来讲辐射、光照、电、温度过高、外力等因素都会使高分子材料出现老化,光照和辐射会引起高分子材料的分子结构发生改变,温度和热度的升高都容易加重高分子材料散热的难度,促使高分子材料出现老化现象。

高分子材料的老化类型 老化测试与抗老化方法

高分子材料的老化类型 老化测试与抗老化方法

高分子材料的老化类型老化测试与抗老化方法高分子材料的老化类型及老化测试与抗老化方法高分子材料是一种广泛应用于工业和日常生活中的材料,但随着时间的推移,高分子材料可能会发生老化现象,影响其性能和寿命。

了解高分子材料的老化类型以及相关的老化测试和抗老化方法对于确保其稳定性和可靠性至关重要。

高分子材料的老化类型可以分为物理老化和化学老化两种主要类型。

物理老化是指由温度、光照以及机械应力等外界环境因素引起的材料老化。

温度是最常见的物理老化因素,高温会加剧高分子材料的老化程度,引发链断裂、分解或融化等问题。

光照也是一种常见的物理老化因素,紫外线照射可以引起高分子材料表面的氧化、变色和硬化。

此外,机械应力如拉伸、弯曲和压缩等也会导致高分子材料的老化。

化学老化主要涉及与材料接触的化学物质,例如氧气、水分、酸和碱等。

氧气的存在会引发氧化反应,导致高分子材料的断裂和硬化。

水分可以引起高分子材料的湿化和水解反应,导致材料的脆化和变色。

酸和碱等化学物质也会对高分子材料造成腐蚀和降解作用。

为了评估高分子材料的老化情况,常用的老化测试方法包括热老化试验、光照老化试验和湿热老化试验等。

热老化试验通过将材料置于高温环境下,模拟实际使用条件中的老化过程,然后观察材料的性能变化。

此试验可以评估材料的热稳定性和耐热性。

光照老化试验是将材料暴露在紫外线或其他光源下,以模拟阳光暴晒等情况,以评估材料的耐光性和颜色稳定性。

该试验可以揭示材料在紫外线照射下的氧化、变色和硬化等问题。

湿热老化试验结合了温度和湿度的影响,将材料置于高温高湿条件下,模拟潮湿的使用环境。

这种试验可以评估高分子材料在潮湿环境中的稳定性和可靠性。

针对高分子材料的老化问题,我们可以采取一系列抗老化方法来延长其使用寿命和提高性能稳定性。

添加抗氧剂是一种常用的抗老化方法,可以防止氧化反应的发生,减缓高分子材料的老化速度。

紫外线吸收剂可以用于防止光照引起的老化问题。

另外,添加填料、填充剂和增稠剂等可以增强材料的抗老化性能。

三元乙丙橡胶耐热氧老化性能的研究

三元乙丙橡胶耐热氧老化性能的研究

三元乙丙橡胶耐热氧老化性能的研究三元乙丙橡胶(EPDM)是一种优良的高分子材料,具有耐热、耐氧和耐老化等优异性能,广泛应用于汽车、电子、建筑、化工等领域。

在实际应用中,EPDM材料常常需要长时间暴露在高温和氧气环境中,因此其耐热氧老化性能的研究具有重要的意义。

本文将从研究目的、实验设计、结果分析和结论等方面进行论述。

首先,本研究的目的是通过系统地探讨EPDM材料的耐热氧老化性能,为其实际应用提供科学的依据。

本文采用实验方法,通过对EPDM材料在不同温度和氧气浓度条件下的老化试验,分析材料性能的变化规律,并寻求改善方法。

其次,实验设计方面,本研究将EPDM材料分别暴露在不同的温度和氧气浓度条件下,进行老化试验,并根据老化时间的不同,设置多个试验时间段。

随后,通过对老化后的材料进行物理性能测试,包括拉伸强度、断裂伸长率、硬度等指标的测试,以及表面形貌和化学结构的分析,如扫描电子显微镜(SEM)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等。

结果分析方面,根据实验数据,可以得出以下结论。

首先,随着温度和氧气浓度的增加,EPDM材料的老化程度加剧,物理性能下降。

其次,老化过程中,材料表面出现龟裂、氧化等现象,影响其性能。

进一步分析表明,老化后的EPDM材料的化学结构发生变化,主要表现为氧化、断裂和交联等反应。

最后,根据实验结果,提出改善EPDM材料耐热氧老化性能的建议。

首先,可以通过增加材料的抗氧化剂和防老化剂的含量,减缓老化过程。

其次,可以改变材料的分子结构和组分配比,提高其耐老化性能。

此外,还可以采用表面处理的方法,增强材料的耐老化性能。

综上所述,本文通过对EPDM材料的耐热氧老化性能进行研究,得出了相关结论并提出了改善建议。

这些结果对于提高EPDM材料的实际应用价值具有重要的指导意义,也为其他类似材料的研究提供了参考。

然而,需要注意的是,本研究仍然存在一些不足之处,例如在实验设计和样本选择方面仍然有待进一步改善。

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

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是一种重要的材料之一,因其具有低密度、高强度、良好的耐化学性和可塑性等优点,被广泛地应用于汽车、建筑、医疗、电子等领域。

但是,随着时间的推移,高分子材料容易受到外界环境的影响,产生老化现象,导致质量下降、性能降低、寿命缩短。

因此,研究高分子材料的老化及其防老化是一项十分重要的课题。

高分子材料的老化是因为它们的结构中存在或引入了稳定性差的成分,当它们暴露于外界环境中时,这些成分会随着时间的推移发生反应,导致高分子材料的化学结构发生变化,并引起性能的降低。

高分子材料的老化机理可以分为内部老化和外部老化两种。

内部老化指的是材料分子结构内部的化学反应,包括高分子材料分子的链断裂、交联、氧化、降解等。

外部老化则是由于材料与外界环境中物质的接触导致的化学反应,如紫外线辐射、热氧化、湿热、化学腐蚀等。

其中,紫外线辐射是高分子材料常见的老化方式之一。

紫外线能量可以分解高分子材料中的化学键,使它们变得更加活泼,从而导致链断裂和降解。

而热氧化则是高分子材料在高温和氧气的作用下进行的化学反应,它会引起过氧化物的形成,从而使高分子材料的结构发生变化。

为了延长高分子材料的使用寿命,必须采取相应的防老化措施。

根据高分子材料老化的机理,可以采取以下措施:1.选择合适的材料选择分子量合适、稳定性好的材料可以延长高分子材料的使用寿命。

同时,还可以选择加入稳定剂,如光稳定剂、热稳定剂、氧化稳定剂等,从而增强材料的抗老化性能。

2.控制材料的加工条件材料的加工条件对于材料的老化性能有重要的影响。

在加工过程中,应注意控制加工温度、速度和压力,避免产生过高的温度、压力和剪切力等因素,导致材料分解和降解。

3.改变材料的环境通过改变材料所处的环境条件来改善材料的老化状况。

例如,采用遮光材料或者涂覆光稳定剂来减少紫外线辐射对材料的影响;加热或干燥材料来除去材料中的水分,减少材料的湿热老化。

4.加入抗氧化剂抗氧化剂可以在材料中引入自由基,从而抑制自由基的反应和材料的氧化反应。

高分子材料的研究进展与应用前景

高分子材料的研究进展与应用前景

高分子材料的研究进展与应用前景随着社会的不断发展和科技的日新月异,高分子材料作为新兴材料,受到了越来越多的关注。

高分子材料具有重量轻、强度高、耐腐蚀、绝缘等优点,同时可通过改变其结构和性质,使其具备多种特殊性能。

因此,在材料科学领域,高分子材料引起了广泛的研究和应用。

一、高分子材料的研究进展1. 可控聚合技术可控聚合技术是高分子材料研究及应用的重要方向之一,主要是指通过控制聚合反应条件,使得高分子材料的分子量、分子量分布、结构和性质等方面得到精确控制。

目前可控聚合技术主要有原子转移自由基聚合、共聚合反应等。

原子转移自由基聚合(ATRP)是一种较为成熟的可控聚合技术,该技术可以合成具有精确结构和性质的高分子材料,因此被广泛应用于药物传输、催化剂、光电材料等领域。

共聚合反应是一种介于自由基聚合和离子聚合之间的聚合反应。

通过调节反应物的配比和反应条件,可以得到各种互不兼容的结构改性高分子材料。

共聚合技术被广泛应用于光学材料、生物材料以及涂料等领域。

2. 超分子化学超分子化学是高分子材料领域的一个重要分支,在该领域研究者通过设计合成各种分子间相互作用的高分子材料,使其具备特殊的结构和性能。

目前,超分子化学技术在生物材料、药物传输、光学材料等领域具有广泛的应用前景。

例如,在药物传输领域,超分子聚合物可通过靶向药物传输,提高药物传输的效率和减少副作用。

3. 功能化高分子材料功能化高分子材料是在高分子材料中引入功能单元,使其具备特殊的性质和应用功能,如光、电、磁、冷致形状记忆等。

目前,功能化高分子材料在生物医学、催化剂、传感器等领域具有广泛的应用前景。

二、高分子材料的应用前景1. 医学高分子材料在医学领域具有广泛的应用前景。

如通过改变高分子材料的结构和性质,可以将其应用于药物缓释、组织工程、医用器械等领域。

例如,聚丙烯酸羟乙酯(HPMA)聚合物可作为药物缓释载体,大幅提高药物传输效率;聚甲醛基乙二醇丙烯酸甲酯(PHEA)可用于人工骨骼的制备等方面。

高分子材料的研究进展及其应用

高分子材料的研究进展及其应用

高分子材料的研究进展及其应用随着科技的发展,高分子材料作为一种新兴的材料,在各行各业中得到了广泛的应用。

高分子材料具有良好的物理化学性质和加工性能,可塑性强、轻便、耐腐蚀、耐磨损、绝缘性能好等特点,因此被广泛用于制造各种工业产品和日常用品中。

一、高分子材料的研究进展高分子材料是由高分子化合物经过加工改性得到的一类材料。

自从20世纪50年代发现高分子材料之后,人们对其进行了深入研究。

到20世纪70年代,一些化学家通过改变高分子材料的链结构和形态,使高分子材料具有了更多的性质和应用。

如线性聚合物、交联聚合物、各向异性高分子、共聚物等,形成了复杂的高分子材料体系。

同时,高分子材料的制备、加工和成型技术也得到了不断的提高,为高分子材料的应用提供了更为广泛的空间。

二、高分子材料在各行各业中的应用1、通讯领域:高分子材料被广泛地应用于通讯领域中,如电线电缆、通讯设备外壳和绝缘材料等。

高分子材料具有优异的绝缘性能和耐高低温性能,能够为通讯设备的运行提供坚实的保障。

2、汽车制造:汽车工业是高分子材料的一个重要应用领域。

高分子材料可以制造汽车的外壳、内饰、密封件和橡胶制品。

高分子材料在汽车制造中的应用可以减轻车辆的重量,提高车辆的安全性和耐久性。

3、建筑行业:高分子材料在建筑行业中也有广泛的应用。

如聚氨酯泡沫、塑料异形材和防水材料等。

这些材料可以起到支撑和隔热的作用,提高建筑的安全性和耐久性。

4、包装行业:随着科技的发展,包装行业也愈发重视环保和可持续发展。

高分子材料不仅具有良好的密封性和隔阂性,而且还可以重复使用,降低环境污染。

因此,高分子材料在包装行业中得到了广泛的应用。

如聚丙烯、聚乙烯等,还有一些新材料也在不断的研究中。

三、高分子材料的未来发展高分子材料具有良好的物理化学性质和加工性能,但目前还存在一些问题。

如原材料昂贵、加工工艺复杂、降解速度缓慢等。

为了解决这些问题,高分子材料的研究与开发需要在材料的优化改进、新技术的应用和新材料的发掘等方面下更大的功夫。

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

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是一类具有广泛应用前景的材料,包括塑料、橡胶、纤维等,它们具有质轻、耐腐蚀、可塑性强等特点,因此在工程、医疗、日常生活等领域都得到了大量应用。

随着时间的推移,高分子材料会逐渐经历老化过程,使得其性能、外观等发生变化,甚至失去原有的功能和价值。

研究高分子材料的老化及防老化是一个具有重要意义的课题。

一、高分子材料老化的原因1. 光照老化光照老化是高分子材料老化的主要原因之一。

太阳光中的紫外线能够引发高分子材料中的化学反应,导致其分子链断裂、氧化降解等现象,使得材料的性能遭到破坏。

2. 氧化老化高分子材料在长期暴露在空气中,也会发生氧化老化。

氧气能与高分子材料发生反应,导致其分子链断裂、氧化降解,使得材料变脆、变色、失去弹性等。

3. 热老化高分子材料在高温环境下会发生热老化,由于高温会加速分子间的运动,使得分子链断裂、交联破坏等现象加剧,导致材料性能下降。

4. 组分迁移部分高分子材料中存在着添加剂、填料等,当这些物质与基体材料发生组分迁移时,也会引发材料的老化。

5. 微生物侵蚀高分子材料在潮湿、温暖的环境中容易遭受微生物的侵蚀,导致其发生微生物降解,使得材料发生劣化。

二、高分子材料老化的表现1. 力学性能下降老化的高分子材料在力学性能上会出现下降,如强度、韧性、硬度等会减弱,导致材料易断裂、易变形等。

2. 外观变化老化的高分子材料在外观上会出现变化,如变色、开裂、表面粗糙、失光等,使得材料的美观度受损,不再适用于美观要求较高的场景。

3. 功能丧失一些高分子材料在老化后会丧失原有的功能,比如防腐蚀性能、耐磨性能、绝缘性能等都会受到损害,导致材料无法满足使用要求。

4. 性能不稳定老化的高分子材料在使用过程中会出现性能不稳定的现象,如温度敏感性增加、弹性模量变化、形变率增加等,使得材料难以长期稳定使用。

三、高分子材料的防老化研究为了延长高分子材料的使用寿命,科研人员们进行了大量的防老化研究,主要包括以下几个方面:1. 添加抗氧化剂抗氧化剂的加入能够有效地抑制高分子材料的氧化老化过程,延缓材料的老化速度,提高其使用寿命。

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

高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料在工程领域有着广泛的应用,比如塑料制品、橡胶制品、合成纤维、涂料和粘合剂等。

随着使用时间的增加,这些高分子材料会发生老化现象,导致其性能下降,甚至失去使用价值。

探讨高分子材料的老化机理以及防治方法对于提高材料的使用寿命和性能具有重要意义。

一、高分子材料的老化机理1. 光照老化光照是导致高分子材料老化的主要因素之一,特别是在户外使用的材料。

紫外线和可见光会引起高分子材料中的化学反应,导致链断裂、交联、氧化等现象。

这些变化会导致材料的物理性能和外观发生变化,比如强度下降、变色、龟裂等。

2. 热氧老化高分子材料在高温和氧气环境下会发生氧化反应,导致材料的老化。

氧气和热量会导致高分子链的断裂,同时还会引起分子内部的交联反应,使得材料变得脆化和劣化。

3. 湿热老化在潮湿和高温的环境中,高分子材料容易发生水解、水解、分解等反应,导致材料老化。

湿热老化是导致高分子材料在环境中失效的重要因素,特别是对于一些塑料制品来说。

4. 机械应力老化高分子材料在受到外力作用时,会导致分子链的屈服和断裂,从而降低材料的强度和韧性。

这种老化方式通常在材料受到拉伸、压缩或弯曲等应力时发生。

以上几种老化机理常常会同时作用于高分子材料,相互影响,加速材料的老化过程。

了解高分子材料的老化机理对于制定有效的防治措施具有重要意义。

二、高分子材料的防治方法1. 添加抗氧化剂抗氧化剂是一种在高分子材料中加入的化学物质,它能够吸收和中和氧气、光照或热氧等因素产生的自由基,防止高分子链的氧化断裂和分子链的交联反应。

常见的抗氧化剂有苯酚类、偶酮类、磷酸酯类等。

通过添加适量的抗氧化剂可以延缓高分子材料的老化速度,提高其使用寿命。

2. 加入紫外线吸收剂紫外线吸收剂是一种能够吸收和转换紫外线能量的化学物质,它能够减少光照引起的高分子材料的老化。

当紫外线吸收剂吸收紫外线能量后,会发生光化学反应,使得紫外线能量被转换为次级能量,从而减少对高分子材料的损害。

高分子材料的耐老化性能与应用研究

高分子材料的耐老化性能与应用研究

高分子材料的耐老化性能与应用研究在现代科技的快速发展中,高分子材料凭借其优异的性能,在众多领域得到了广泛的应用。

然而,高分子材料在使用过程中面临着一个重要的问题——耐老化性能。

了解高分子材料的耐老化性能对于拓展其应用领域、提高产品质量和使用寿命具有至关重要的意义。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,常见的如塑料、橡胶、纤维等。

这些材料在外界环境因素(如光、热、氧、水、化学介质等)的作用下,其性能会逐渐发生变化,表现为物理性能下降、化学结构改变,最终导致材料失去使用价值。

光老化是高分子材料常见的老化形式之一。

阳光中的紫外线具有较高的能量,能够破坏高分子材料的化学键,导致材料变色、脆化。

例如,长期暴露在阳光下的塑料管材,会出现表面龟裂、强度降低等现象。

为了提高高分子材料的耐光老化性能,通常会添加紫外线吸收剂、光稳定剂等助剂。

热老化也是不可忽视的因素。

在高温环境下,高分子材料的分子运动加剧,容易发生链段的断裂和重组,从而改变材料的性能。

例如,橡胶制品在高温下会变软、失去弹性。

通过改进高分子材料的分子结构、添加热稳定剂等方法,可以有效提高其耐热老化性能。

氧老化是由于氧气与高分子材料发生反应,导致材料的氧化降解。

许多高分子材料在有氧环境中会逐渐老化变质,如塑料薄膜在储存过程中会变脆。

抗氧化剂的使用能够减缓这种氧化过程,延长材料的使用寿命。

水对高分子材料的老化也有显著影响。

水分可以渗透到材料内部,引起材料的溶胀、水解等,从而降低材料的性能。

例如,纤维材料在潮湿环境中容易发霉、强度下降。

对材料进行防水处理或者选择具有良好耐水性的高分子材料,可以解决这一问题。

化学介质的侵蚀同样会导致高分子材料老化。

酸、碱、盐等化学物质会与高分子材料发生化学反应,破坏其结构和性能。

在化工领域,选择耐化学介质腐蚀的高分子材料至关重要。

为了研究高分子材料的耐老化性能,科研人员采用了多种方法。

加速老化试验是常用的手段之一,通过模拟严酷的老化条件,在较短时间内评估材料的耐老化性能。

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

高分子材料的老化及防老化研究随着高分子材料的广泛应用,其老化问题也引起了广泛关注。

高分子材料的老化是指在使用过程中,由于各种外部因素的影响,导致高分子材料的结构和性能发生变化的过程。

这种变化可能表现为材料的分子结构的变化、物理性质的变化、表面性质的变化等等。

这些变化都会对材料的使用寿命和使用效果产生重要影响,因此,对高分子材料老化以及防老化的研究具有重要意义。

高分子材料的老化过程非常复杂,其主要包括氧化老化、热老化、光老化、湿度老化、振动老化、微生物引起的老化等多种形式。

其中,氧化老化是最常见的一种老化方式。

氧化老化主要是由于环境中的氧气与高分子材料中的氧化物、或含氧基团反应,产生自由基和过氧化物,导致高分子材料的结构断裂和物理性质的变化。

热老化是指高分子材料在高温环境下的老化过程,这种老化方式可能导致分子链断裂、材料变脆、抗张强度下降等问题。

光老化则是由于材料中的一些化学成分受到紫外线辐射而产生的化学反应而引起的材料老化。

湿度老化则是由于材料中含有的水分进入并影响材料结构和性能产生的一种老化方式。

振动老化是由于高分子材料长期受到振动而导致疲劳破坏。

微生物引起的老化是由生物微生物的产生和生长导致材料结构和性能变化的一种方式。

为了延长高分子材料的使用寿命,需要对其进行有效的防老化措施。

一方面,可以通过改进高分子材料的化学结构和制备工艺来提高其抗老化性能。

例如,在材料设计阶段考虑到各种老化因素可能产生的影响,采取合理的化学结构设计和材料合成方法,从而减少材料结构的脆性破坏。

另一方面,可以通过控制材料使用环境,使其暴露在不利的氧化或热环境中的时间尽可能短,并且避免材料与其他化学物质反应。

例如,经常使用高温、高湿和多尘的环境会对高分子材料产生不利影响,因此可以尽可能减少材料在这些环境下的使用时间。

此外,还可以采用特殊的防老化处理方法,如添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、湿度防护剂、抗振动剂等化学添加剂来提高材料的抗老化能力。

高分子材料的耐候性与应用研究

高分子材料的耐候性与应用研究

高分子材料的耐候性与应用研究在现代材料科学的领域中,高分子材料凭借其独特的性能和广泛的应用,成为了不可或缺的一部分。

然而,高分子材料在实际使用中常常面临着耐候性的挑战,这在很大程度上影响了其性能和使用寿命。

因此,深入研究高分子材料的耐候性以及其在各个领域的应用具有重要的现实意义。

高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括塑料、橡胶、纤维、涂料和胶粘剂等。

这些材料在日常生活和工业生产中无处不在,从我们常见的塑料制品,如塑料袋、塑料瓶,到汽车零部件、建筑材料,再到航空航天领域的高性能复合材料,都有高分子材料的身影。

耐候性是指高分子材料在长期暴露于户外环境条件下,如阳光、温度、湿度、氧气、酸雨等,保持其性能稳定的能力。

影响高分子材料耐候性的因素众多。

首先,阳光中的紫外线是导致高分子材料老化的主要因素之一。

紫外线能够破坏高分子链的化学键,导致材料的物理性能下降,如强度降低、颜色变化、表面开裂等。

其次,温度的变化也会对高分子材料产生影响。

高温可能导致材料的软化和变形,低温则可能使其变脆。

此外,湿度和氧气的存在会促进高分子材料的氧化反应,加速老化过程。

酸雨等腐蚀性物质的侵蚀也会损害高分子材料的表面和性能。

为了提高高分子材料的耐候性,科学家们采取了多种方法。

在材料的设计和制备阶段,可以通过选择合适的高分子结构和添加耐候性助剂来增强材料的稳定性。

例如,在塑料中添加紫外线吸收剂、抗氧化剂和光稳定剂等助剂,可以有效地吸收或屏蔽紫外线,减缓氧化反应,从而提高材料的耐候性。

另外,对高分子材料进行表面处理也是一种常见的方法。

通过涂覆防护涂层、进行等离子体处理或表面接枝改性等手段,可以在材料表面形成一层保护膜,阻挡外界环境因素的侵蚀。

高分子材料的耐候性在不同的应用领域有着不同的要求和表现。

在建筑领域,高分子材料常用于屋顶防水卷材、门窗型材和外墙保温材料等。

对于这些应用,材料需要具备长期的耐候性,能够经受住阳光、雨水和温度变化的考验,保持良好的防水、保温和机械性能。

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。

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耐老化高分子材料的研究及应用聚合物及其制品在使用或贮存过程中,由于受众多环境因素(光、热、氧、潮湿、应力、化学侵蚀等)的影响,其性能(强度、弹性、硬度、颜色等)逐渐变坏,如外观上变色发黄、变软发粘,变脆发硬,物化性质上分子量、溶解度、玻璃化温度的增减,力学性能上强度、弹性的消失等等,这些现象统称为老化。

其实它跟金属的腐蚀是相似的。

高分子的老化方式主要有光氧化、热氧化、化学侵蚀、生物侵蚀等。

一、光氧化涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品在日光或强的荧光下(因为含有害紫外线较普通荧光灯多),因吸收紫外线而引发自我氧化,导致聚合物降解,使制品的外观和物理机械性能恶化,这一过程称为光氧化还原或光老化聚合物在光的照射下,分子链的断裂取决于光的波长与聚合物的键能,各种键的离解能为167~586kJ/mol 。

在可见光范围内,聚合物一般不被离解,但呈激发状态。

应此在氧存在下,聚合物易发生光氧化过程。

例如聚烯烃RH,被激发了的C —H 键容易与氧作用。

—RH+ O2 —→R•+•O—OHR•+O2—→R—O—O•—RH→R—O2H+R•此后开始连锁式的自动氧化降解过程。

水、微量的金属元素特别是过渡金属及其化合物都能加速光氧化过程。

为延缓或防止聚合物的光氧化过程,需要加入光稳定剂。

光稳定剂凡能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质称为光稳定剂。

太阳辐射的电磁波在通过空间和臭氧层时,290nm以下和3000nm以上的射线几乎都被滤除,实际到达地面的为290nm—3000nm的电磁波,其中波长范围为400—800nm(约占40%)的是可见光,波长约为800—3000nm(约占55%)的是红外线,而波长约为290—400nm(仅占5%)的是紫外线,其中,紫外线对聚合物的破坏作用最大。

为了阻止紫外线对高分子材料的老化作用,可以加入光稳定剂。

工业上对光老化的有效防止阻缓,多以两种以上有不同作用机理的抗老化剂复配,因为各种抗老化剂特别是光吸收剂都有自身对紫外线不同的吸收波段。

复配配方如:二笨甲酮+苯并三唑类加受阻胺(HAL)类,可以起到单一光稳定剂所无法达到的最佳效果。

表-1 西欧各种塑料使用光稳定剂的量……○1目前工业上使用的光稳定剂有:光屏蔽剂、紫外光吸收剂和能量转移剂(又称淬灭剂)等。

(1)光屏蔽剂高分子材料使用着色剂后,颜色可以反射紫外线,使之不能进入内部,犹如一层屏障,可以避免光老化。

炭黑、氧化锌、镉红、镉黄、钛白粉、及有机颜料钛菁蓝、钛菁绿等均有此作用,其中以炭黑效力最大。

橡胶中加入炭黑课起补强作用,也可以起抗老化作用,因此不必加抗老化剂,塑料也是如此。

(2)紫外光吸收剂这是目前主要的光稳定剂,按化学结构可分为:水杨酸苯酯、邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯并三唑和三嗪等。

水杨酸苯酯的结构式为:,其产品有:水杨酸(4-叔丁基苯酯),代号为UVTBS,水杨酸(4-叔辛基苯酯)代号UVOPS:。

它可以用于聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等中。

,具体产品有:2—羟基—4—甲氧基二苯甲酮(UV—9,2,2—二羟基—4—甲氧基二苯甲酮(UV—24, 2 —羟基—4—甲氧基—2—羧酸二甲苯甲酮(UV—207等,他们广泛应用于聚烯烃、聚氯乙烯、氯化聚醚等。

苯并三唑的基本结构式为,随R的变化又会有许多产品。

比如:UV—P、UV—326等等。

三嗪类光稳定剂是近年来新开发的产品。

它是2—羟基苯基三嗪衍生物。

特点是含有邻位羟基,其基本结构式为OHC—OOR3C—OOC9H17—tC—OORO C H3CO HOOCH3COOCH3NNHORNNHO 3)33)3OHCCH3—CH3CH3COCO3X—YNN N,其中,X ,Y 可以相同,也可以不同,Y 常为,而R 常为H 、烷基、4—羟基、4-烷氧基,4-烯链的酯基。

... ...○2 (3)能量转移剂(淬灭剂)他们本身没有强的吸收紫外线的能力,但他们能将吸收的光能转化为激发态的分子的能量,并迅速转移掉,使分子恢复稳定的基态。

他们本身也会转变为激发态,并很快将能量转变为热能放出,自己又回到激态分子,可见,紫外线吸收剂是通过分子内结构的变化来消散能量,而能量转移剂则是通过分子间的转移来消耗能量。

最主要的能量转移剂是镍的螯合物。

目前最常用的有:二硫代氨基甲酸镍盐型,如N 1N-而正丁基二硫代氨基甲酸镍(光稳定剂NBC )( )Ni 等。

这类光稳定剂常兼有抗氧剂作用,可用于聚丙烯、合成橡胶等中。

二、热氧化聚合物的热氧化是热和氧宗合作用的效果。

热加速了聚合物的氧化,而氧化物的分解导致了主链断裂的自动氧化过程。

氧化过程是首先形成氢过氧化物,在进一步分解而产生活化中心(自由基)。

一旦形成自由基以后,即开始链式反应。

为获得对热、氧稳定的高分子材料制品,常需加入抗氧剂和热稳定剂。

常用的抗氧剂有仲芳胺。

阻碍酚类、苯醌类、叔胺类以及硫醇、二烷基二硫代氨基甲酸盐、亚磷酸酯等。

热稳定剂有金属皂类、有机锡等。

n —C 4H 9 n —C 4H 9 N —C —S S 2(1)抗氧剂高分子材料在加工或使用中,能防止由于空气接触而在一定温度下发生热氧降解的添加剂,称为抗氧剂(Antioxidantion ).抗氧剂品种很多,主要用于橡胶和塑料。

习惯上把用于橡胶的抗氧剂称为防老剂。

按其不同的作用,可分为三大类:主抗氧剂、辅助抗氧剂、金属钝化剂... (3)主抗氧剂主要有胺类化合物(包括抗臭氧剂)和酚类化合物。

胺类抗氧剂主要用于橡胶,亦称为胺类防老剂,常用的有:二芳基仲胺类,对苯二胺衍生物类,醛胺和酮胺缩合物。

辅助抗氧剂在与住抗氧剂同时并用中,具有良好的协同效应,但它本身抗氧能力并不强。

属于这类的有亚磷酸酯和硫代酯两类。

亚磷酸酯在用于PVC 中时还可以作为辅助热稳定剂,硫代酯抗氧剂主要有两个品种:抗氧剂DLTDP 和DSTDP ,一般后者性能优越于前者,他们的毒性很低,可用于制造包装薄膜。

金属离子特别是过渡金属离子会使聚合物自动氧化速率增加,如铁、铜、钴、镍、锰等离子对橡胶、聚丙烯、聚氯乙烯、有很大催化作用,会降低聚合物使用寿命。

金属钝化剂又称金属螯合剂或铜抑制剂,能够防止金属离子对聚合物产生应发自动氧化作用。

这对电线、电缆等尤为重要。

(2)热稳定剂在高分子材料的加工或使用过程中,能防止因受热而发生的讲解或交联,从而达到延长高分子使用寿命的添加剂称为 热稳定剂(Warmestabilisatoren )。

特别对聚氯乙烯(PVC )、聚甲醛(POM )、氯丁橡胶,热稳定剂是必不可少的。

例如PVC 的成型加工温度一般在160~180℃,但它在120~130℃就有分解反应,产生氯化氢,为了解决加工温度高于分解温度的问题,就必须实用热稳定剂。

本节所指的热稳定剂,也就是正对上述问题的狭义上的热稳定剂,在使用过程中简称稳定剂。

三、化学侵蚀由于受到化学物质的总作用,聚合物链产生化学变化而使性能变劣的现象称为化学侵蚀,如聚酯、聚酰胺的水解等。

上述的氧化也可视为化学侵蚀。

化学侵蚀所涉及的问题就是聚合物的化学性质。

因此,在考虑高分子材料的老化以及环境影响时,要充分估计聚合物可能发生的化学变化。

通常,高分子材料具有较优良的耐腐蚀性能。

但由于介质的多样性以及高分子材料在成分、结构、聚集态和添加物等方面的干差万别,因此,在任何条件下都耐蚀的高分子材料是不存在的。

例如,多数高分子材料在酸、碱和盐的水溶液中具有较好的耐蚀性,显得比金属优越,但在有机介质中其耐蚀性却不如金属。

有些塑料在无机酸、碱溶液中很快被腐蚀,如尼龙只能耐较稀的酸、碱溶液,而在浓酸、浓碱中则会遭到腐蚀。

为了减缓化学腐蚀,目前常用的方法是,在材料表层涂一层化学性能相对稳定的涂料,以此来减缓腐蚀速度。

四、生物侵蚀合成高分子材料一般具有良好的耐微生物侵蚀性。

软质聚氯乙烯制品因含有大量增塑剂会遭受微生生物侵蚀。

某些来源于动物、植物的天然高分子材料,如酪蛋白纤维素以及含有天然油的涂料,如醇酸树脂等,亦会受细菌和霉菌的侵蚀。

某些高分子材料,由于质地柔软易受蛀虫的侵蚀。

易被生物侵蚀的高分子材料有以下特点:易吸附水、含有敏感的化学基团、结晶度低、摩尔质量低、分子链线性程度高和较大的比表面积等,因此所有可降解高分子材料再降解过程均具备被腐蚀的特性。

另外,难以被生物腐蚀的化学合成高分子材料,长期处于某种环境中也会存在被微生物腐蚀的风险,因为微生物具有极强的遗传变异性,再特定条件下也可能利用这些高聚物的酶类,使之能为碳源或能源生长,尽管这种降解速度极低,但是这种潜在危害是确实存在。

纤维增强复合材料(FRPCMS)因其高强、质轻、等特性,成为航空航天领域中的新宠,然而,FRPCNS对微生物污染是诶长敏感的,从聚合物材料中分离出来的混合真菌,能够在其表面形成生物膜,致使其对环境的抗压力减小,久之就会导致材料的腐蚀。

由于人们对微生物腐蚀危害性认识逐渐加深,大量的防治或减少微生物腐蚀损害的方法不断的被采用。

防治方法的选择要依据许多因素,如环境的性质(土壤、冷却水、海水)、腐蚀微生物种类、材料的性质等。

实际上,目前主要是通过物理和化学方法来处理材料表面和环境以阻止微生物的生长和繁殖,如:改变韩晶和工艺参数、增加防护层等,添加杀菌及抑制微生物繁殖也是行之有效的方法,但是由于微生物抗性的增强,杀菌剂的功效也会受到很大影响,为了解决这个问题,推荐在实践中可交替使用或混合使用集几种杀菌剂。

总之,控制微生物腐蚀应根据环境、对象、菌类选择防腐措施,有时应几种措施综合使用,才能达到有效目的。

随着高分子材料的普遍使用,高分子材料的老化成为制约高分子应用的一个重要因素,根据材料应用环境的不同,材料的老化预防与研究应该同步与材料的生产加工,但是目前对于材料的生产、加工方法研究的比较透彻,由于环境因素的复杂性,老化与防老化烟具相对有些滞后,加强这方面的基础研究与应用研究,研究成果指导材料的生产、加工,将能使高分子材料应用获得更大发展。

参考文献:1、张德庆,张东兴,刘立柱 ,《高分子材料科学导论》哈尔滨工业大学出版社;2、潘祖仁《高分子化学》化学工业出版社;3、曹阿民《合成材料的老化与应用》中国环保产业。

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