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高分子材料九种老化现象与分析
发布时间:2021.06.11
信息摘要:
随时间推移,高分子材料中发生的各种不可逆的化学过程和物理过程的总称。老化的类型分为两种,一种是物理老化,是可逆的变化;另外一种,是化学老化,不可逆的变化。九种老化现象,请阅读全文。


 

老化,是高分子优良性能由好变坏过程一个专业名词。老化定义为:随时间推移,高分子材料中发生的各种不可逆的化学过程和物理过程的总称。老化的类型分为两种,一种是物理老化,是可逆的变化;另外一种,是化学老化,不可逆的变化。通常,我们所说的老化指的是化学老化。


 180-高分子材料老化现象

  

物理老化的特征

  聚合物的堆砌密度增加,高分子的自由体积减小;高分子链段活动性减小(微观上的变化);表现在宏观力学性能上是模量和强度增大,伸长率和冲击强度下降。

 


  化学老化的特征   


  高分子在聚合、加工、贮存、使用过程中,要经受各种外界环境因素,如热、光照、氧、臭氧、湿气、空气中的污染物、机械应力、高能辐射以及聚合物本身内在因素的影响,使高分子材料的性能下降,最后失去使用价值。

 


  九种老化现象


  1、热降解:

  在纯粹热的作用下,聚合物分子量变小。分三种形式。

  1)、解聚:在大分子末端断裂,生成活性较低的自由基,按连锁机理逐一脱除单体,PMMA。

  2)、无规断链:主链任何处都可能断链,分子量迅速下降,单体收率低。PE、PS等。

  3)、侧基(取代基)脱除:PVC、PAN等。

 

  2、热空气(氧)老化

    高分子材料在热和氧共同作用下,按照自由基反应机理进行,导致聚合物降解和交联。降解反应的结果是聚合物分子链下降,材料变软变粘,强度和模量下降;交联反应的结果是聚合物变硬变脆,伸长率下降。

 

  3、光解

  聚合物受光的照射,是否引起分子链的断裂,取决于光能和键能的相对大小。照射到地球表面上的波长为290~400nm的近紫外部分,只能被含有醛、酮等羰基以及双键的聚合物吸收,发生光化学反应。PET和NR等。

 

  4、光氧老化(光氧化)

  高分子材料受光激发后,在有氧存在的大气环境中所发生的一系列氧化反应。研究结果表明:无规降解过程;分子量降低很快、单体量析出很少,PE和PP。

 

  5、臭氧老化 

    高分子特别是含双键的聚合物(橡胶及其制品)在含臭氧的空气环境中使用或者存放时,会受到臭氧的作用使其性能变坏、变劣,甚至失去使用价值。NR、SR等。

 

  6、湿热老化(水解降解)

    温度较高和相对湿度较大时,在热的作用下使水渗透能力增强,能够渗透到材料体系内部并积累起来,使材料发生物理变化和化学变化。PC、PET等。

 

  7、微生物老化(生化降解    

高分子材料在大气环境条件下,微生物可使其性能发生变劣直至失去使用价值。增塑PVC、葡萄糖等。

 

  8、盐雾老化

    高分子材料受到海洋大气或海边大气的盐雾及其他因素的腐蚀后性能变坏变劣的现象。

    涂料、通过海洋运输的材料和制品、船舶使用的材料等。

 

  9、介质老化

   高分子材料在化学介质的作用下,发生交联或者降解,失去使用价值。

   如,环境应力开裂。



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