高分子材料的老化及防老化研究

曹毅（湖北工程學(xué)院，湖北孝感 432100）

高分子材料的老化及防老化研究

曹毅（湖北工程學(xué)院，湖北孝感 432100）

高分子材料本身性能優(yōu)異，被廣泛的應(yīng)用到很多行業(yè)領(lǐng)域，其中戶外工程占有很高的市場占有率，但是高分子材料容易受到光照、濕度、溫度等環(huán)境因素的影響，使其外觀情況和力學(xué)性能發(fā)生改變。通過對高分子材料老化和防老化的研究，提升高分子材料的改進，促進其在各領(lǐng)域的應(yīng)用和產(chǎn)業(yè)水平的提高。

高分子材料；防老化；研究

高分子材料在建筑行業(yè)、航天行業(yè)、汽車等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，方便和改變著人們的生活，為了提高高分子材料可以穩(wěn)定、持久的發(fā)揮其自身優(yōu)越的性能，要對各種影響高分子材料老化的因素進行分析，并在此的基礎(chǔ)上采取一定的預(yù)防措施，更有利于此類材料的使用。

1 高分子材料

1.1 高分子材料的概念

高分子材料也被稱之為聚合物材料，以高分子化合物為基體，再配以其他添加劑所構(gòu)成的材料。高分子材料的應(yīng)用廣泛，從日常生活的生活用品到尖端的高科技產(chǎn)品的生產(chǎn)都離不開高分子材料，高分子材料也是材料領(lǐng)域中發(fā)展最快最迅速的。

在高分子材料的應(yīng)用使用過程中，由于受到外界環(huán)境和化學(xué)介質(zhì)的綜合影響，高分子材料的結(jié)構(gòu)和化學(xué)結(jié)構(gòu)會發(fā)生改變，使其物理性能也會發(fā)生改變，如：失去強度、發(fā)硬、變色、變脆、發(fā)粘、分裂、粉化等，這些現(xiàn)象和變化就是高分子材料的老化，其老化的本質(zhì)就是自身物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)的改變。

1.2 高分子材料的優(yōu)點

高分子材料在應(yīng)用過程中體現(xiàn)了很多不可替代的優(yōu)點，包括：質(zhì)地較輕，便于運輸和實用；強度高，有些高分子材料的強度接近甚至超過于鋼材的強度，是高強輕質(zhì)的優(yōu)良材料；導(dǎo)熱系數(shù)小，是理想的絕緣材料；耐腐蝕性好，化學(xué)穩(wěn)定性好，對一般的酸堿鹽或者油脂都有較好的耐腐蝕性；電的絕緣性好；良好的韌性；耐磨性好，某些高分子材料在缺少潤滑的摩擦環(huán)境下，有很強的耐磨、減磨性能等等。

2 高分子材料老化的原因

高分子材料在生產(chǎn)使用過程中老化存在很多的因素，從物理的角度來講，高能輻射、機械力、光照、電、熱等都是不容忽視的因素，光照和輻射會使高分子材料的分子結(jié)構(gòu)引發(fā)氧化反應(yīng)，溫度和熱度的升高都會是高分子材料散熱困難、更容易引發(fā)老化的現(xiàn)象發(fā)生；從化學(xué)的角度來說，氧氣、臭氧空氣中的酸堿、強氧化劑都會造成高分子材料被腐蝕發(fā)生老化，濕度和鹽霧會使高分子材料發(fā)生水解；另外，細菌和白蟻等生物因素也是高分子材料老化不容忽視的原因。

3 高分子材料的防老化途徑

高分子材料的老化是其固有的特性之一，不能完全的杜絕和消除，但是如果能夠采取有效的措施，可以大大的延緩其老化的速度，我們可以通過不同的老化路徑，發(fā)現(xiàn)其中老化的機理，繼而采取相應(yīng)的防老化措施。通過導(dǎo)致高分子材料老化的外在因素，可以采取相應(yīng)的防老化措施，從而提高材料的抗老化性能，以延緩其老化的速度，延長高分子材料的使用壽命。高分子材料的老化分為：熱老化、濕老化、氧老化、光老化，通過這些老化分類的不同，我們可以采取相應(yīng)的措施對高分子材料進行防老化處理。

3.1 熱老化的防老化

結(jié)晶型高分子材料容易受到熱老化的影響，對于這類材料來說，要使其溫度控制在玻璃化溫度之上，如果溫度過低，會影響這類材料的自身特性和使用性能?？梢栽诩庸み@類高分子材料時，加入適量的增塑劑，可以大幅的提高結(jié)晶型高分子材料的加工性能和使用性能，提高其對低溫的耐受力。

3.2 濕老化的防老化

聚酯、多糖類的高分子材料容易受到濕老化的影響，在酸堿催化的情況下發(fā)生水解，當(dāng)今社會的環(huán)境污染越來越嚴(yán)重，環(huán)境污染造成的酸雨等自然因素對這類高分子材料構(gòu)成越來越重的威脅。在使用這類高分子材料的時候，可以在材料外壁刷一層隔離層或者加一層塑料薄膜，隔絕空氣和水，減輕或者避免濕老化對這類高分子材料的影響。

3.3 氧老化的防老化

為了預(yù)防氧老化的現(xiàn)象，可以在高分子材料的加工過程中加入胺類抗氧化物或者含硫有機化合物等抗氧化劑，這些抗氧化劑可以和過氧自由基發(fā)生反應(yīng)，終止氧化反應(yīng)，達到氧老化防老化的目的。

3.4 光老化的防老化

高分子材料的實用性能受光的影響很大，可以通過在加工的過程中加入合適的光穩(wěn)定劑來減小和避免光老化反應(yīng)。通過光屏蔽劑來反射紫外線，避免光線的激發(fā)反應(yīng)來預(yù)防光老化；通過紫外吸收劑來吸收紫外線，阻止光線進入材料內(nèi)部；通過猝滅劑來吸收紫外線產(chǎn)生的能量并將其釋放出去，達到抗老化的目的。

4 結(jié)語

隨著社會工業(yè)的發(fā)展，高分子材料的用途越來越廣泛，人們對其的要求也越來越高。高分子材料自身的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，因此，我們在使用高分子材料的過程中，要結(jié)合使用環(huán)境的外在因素，分析可能引起高分子材料的老化因素，有針對性的制訂相應(yīng)的高分子材料防老化措施，確保高分子材料的使用并延長其使用壽命。在未來的高分子材料防老化研究中，新型的抗老化劑肯定會應(yīng)運而生，高分子材料的應(yīng)用會更加普遍，服務(wù)于人們的日常生活。

[1]朱澤林.高分子材料的防老化研究[J].人間,2016,209(14): 162-162.

[2]宮發(fā)江,王小丹.高分子材料老化原因及應(yīng)對措施淺述[J].環(huán)球市場,2016,(14):185.