淺析高分子材料的老化現象及預防措施

任遠

（蘭州石化職業技術學院，甘肅蘭州730060）

淺析高分子材料的老化現象及預防措施

任遠

（蘭州石化職業技術學院，甘肅蘭州730060）

隨著科學技術的發展，高分子材料的應用越來越廣泛，高分子材料在某些性能方面同傳統的鋼材相比具有明顯的優勢，其市場占有率呈逐年上升趨勢。但是高分子材料在陽光、溫度、濕度等環境條件的影響下容易慢慢老化。為了使高分子材料可以持久、穩定的發揮其優越性能，我們有必要分析引起高分子材料老化的各種環境因素，在此基礎上采取一些預防措施。

高分子材料；老化；預防措施

1　高分子材料老化現象概述

高分子概念所包含的范圍十分廣泛，比如日常生活中常見的塑料、涂料、纖維、橡膠等均屬于高分子材料。這些高分子材料在汽車、航天工業、建筑行業中的應用十分廣泛，為廣大人民群眾的生活帶來極大的便捷。但是，我們必須看到，高分子材料由于其結構特點，容易受到外界多種環境因素的影響。高分子材料在加工、貯存和使用過程中，所處的使用環境不同，造成了高分子材料的老化現象和原因各不相同。簡而言之，高分子材料在加工，使用、貯存等過程中由于受到內在和外在因素的影響造成材料本身物理和化學性質的改變，直至喪失高分子特性和使用價值的現象叫做高分子材料的老化。一般來說，高分子材料的老化主要表現在以下幾個方面：高分子材料發粘、變脆、變硬、變色等，同時隨著高分子外觀的改變，其機械性能也會發生變化。

2　影響高分子材料老化的因素分析

2.1環境因素

高分子材料所表現出來的優良性能同高分子材料自身的分子結構和化學鍵的鏈接息息相關。環境因素中太陽光的輻射、外界溫度、空氣中的濕度、氧氣等都會通過影響高分子化學鍵之間的鏈接影響到高分子材料的性能。下面筆者對這些環境因素進行一一分析。隨著溫度的上升，高分子材料中分子活動加劇，一旦高分子從環境溫度中獲得足夠的能量化學鍵就有可能發生斷裂，進而影響到高分子材料的力學性能，造成高分子材料的老化，陽光輻射同溫度對高分子材料造成的影響十分類似。環境濕度對高分子材料造成的影響主要體現在水分子對高分子材料中分子的溶解和溶脹。對分子間的化學鍵鏈接和分子聚集狀態造成一定的破壞，進而對高分子性能產生影響。氧氣對高分子材料造成的影響也是十分顯著的，由于氧分子具有較強的滲透性，所以氧分子會優先進攻高分子材料分子鏈的薄弱部分，進而同分子結合成過氧化物，造成分子鏈的斷裂。

2.2高分子材料內在因素

由于高分子材料所表現出來的某些方面的優越性能是其化學鍵的構成所決定的，所以高分子材料的內部結構對高分子材料的影響是巨大的。高分子材料分子間的弱鍵十分容易受到外界因素的影響，造成弱鍵的斷裂而形成自由基。自由基正是自由基反應的起點，也就是高分子材料老化的開端。高分子材料中分子排列順序相差極大，有的分子鍵排列十分的規整，形成結晶區，排列無序的分子鍵形成非晶區。還有一些高分子材料分子鍵的排列既有結晶區也有非結晶區。一般來說，非結晶區容易引發高分子材料的老化反應進而延伸到結晶區。

在實際使用中，為了發揮高分子材料的優越性能，人們不可避免的會將高分子材料和金屬材料結合起來使用，這樣就會有少量金屬材質3預防高分子材料老化措施

滲透到高分子材料中，高分子材料中的金屬雜質會催化老化反應，加速其老化。

3.1熱老化的預防

特別對結晶型高分子材料制品而言，應當保證高分子材料溫度處于玻璃化溫度以上。溫度過低會影響到高分子材料的使用性能。在加工高分子材料的時候加入適量的增塑劑可以提高高分子材料的加工性能，降低玻璃化溫度同時提高高分子材料對低溫的耐受。

3.2濕老化的預防

聚酯、多糖類等高分子材料在酸堿催化下容易遇水分解，由于當前空氣污染越來越嚴重，由于空氣污染造成的酸雨對這類高分子材料造成的威脅越來越大。所以，在使用這些類型的高分子材料時，應當綜合考慮各種環境因素的影響。就解決方法來說，人們可以在這些類型高分子材料的外部加一層塑料薄膜，這樣就可以有效的隔絕水分，減輕或避免酸雨等對高分子材料造成的影響。

3.3氧老化的預防

預防氧分子造成的老化現象，可以在高聚物的加工過程中有選擇性的加入一些抗氧化物，比如：胺類抗氧化物、含硫有機化合物等。這些物質可以和過氧自由基發生反應，從而達到終止氧老化反應的目的。

3.4光老化的預防

高分子材料的性能受光的影響較大，人們可以通過加入光穩定劑的方法來減小和避免光老化反應的發生。光穩定劑可以分為：淬滅劑、光屏蔽劑以及紫外吸收劑。光屏蔽劑的代表主要有鈦白粉和炭黑等。光屏蔽劑主要通過反射紫外光，避免光線進入高分子材料內部所引發的激發反應來達到預防光老化的目的。紫外吸收劑自身可以吸收紫外線，達到激發態而放出熒光或熱回到基態。淬滅劑起到能量傳遞的作用，它可以吸收高聚物吸收紫外線所產生的能量，而后將獲得的能量釋放出去。

4　總結

高分子材料本身十分復雜，因此，在實踐應用中，必須結合實際情況，分析引起高分子材料老化的因素，并針對性制定相應的高分子材料防止老化措施，從而確保高分子材料的正常使用。

［1］侯昊華，倪大銀，馬云霞.高分子材料的老化現象及預防措施淺析［J］.高分子材料發展及其研究，2012，（02）：102-103.

［2］沈巖為，張馨方.高分子材料的老化現象分析及預防對策淺析［J］.科技創新與應用，2013，（07）：123-125.

［3］蔣琳琳，吳明建，劉濤濤.淺談如何加強高分子材料的老化現象預防措施［J］.河南科技大學學報，2012，（12）：110-111.

任遠（1994-），男，漢族，甘肅酒泉人，大專學歷。研究方向：化學工程與工藝。