高分子防老化課件

高分子的防老化高分子材料的含義以高分子化合物為基礎(chǔ)的材料。高分子材料是由相對(duì)分子質(zhì)量較高的化合物構(gòu)成的材料，通常分子量大于10000，包括橡膠、塑料、纖維、涂料、膠粘劑和高分子基復(fù)合材料，高分子是生命存在的形式。所有的生命體都可以看作是高分子的集合體。高分子材料的特性基本性能特點(diǎn)：質(zhì)輕、比強(qiáng)度高、耐磨性好、電絕緣性好、耐蝕性，化學(xué)穩(wěn)定性好、導(dǎo)熱系數(shù)小缺點(diǎn)：易老化，高分子材料能在光、空氣、熱及環(huán)境介質(zhì)的作用下，機(jī)械性能變差，壽命縮短，易燃。高分子商品老化的現(xiàn)象①外觀的變化，如出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)裂縫及光澤、顏色改變等。

②物理性能的變化，包括溶解性、溶脹性、流變性等。

③力學(xué)性能的變化，如抗拉、伸長(zhǎng)、彎曲等。

④電性能的變化，如介電損耗、擊穿電壓、電阻等。高分子商品老化的內(nèi)因①高分子材料的分子結(jié)構(gòu)；

②所用助劑；

③加工方法。高分子商品老化的外因①物理因素：如光、熱、應(yīng)力、電場(chǎng)、射線等；

②化學(xué)因素如：氧、臭氧、重金屬離子、化學(xué)介質(zhì)等；

③生物等因素如微生物、昆蟲等。高分子老化和防老化的研究是分不開的，防老化的目的在于提高高分子的使用壽命。高分子材料的防老化措施㈠改進(jìn)聚合和后處理工藝1.增加化學(xué)組成成分的共聚物2.選定適宜的生產(chǎn)方法，改變不穩(wěn)定的分子結(jié)構(gòu)3.改進(jìn)工藝結(jié)構(gòu)4.增加化學(xué)組成成分的共聚物㈡改善外部環(huán)境條件1.物理防護(hù)：涂漆、鍍金屬、浸除防老溶液2.材料中添加防老劑3.實(shí)施科學(xué)儲(chǔ)存與養(yǎng)護(hù)塑料的老化發(fā)生老化的原因主要是由于結(jié)構(gòu)或組分內(nèi)部具有易引起老化的弱點(diǎn)，如具有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基，等等。外界或環(huán)境因素主要是陽(yáng)光、氧氣、臭氧、熱、水、機(jī)械應(yīng)力、高能輻射、電、工業(yè)氣體（如二氧化碳、硫化氫等）、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)菌、昆蟲，等等塑料的防老化措施(1)選用耐老化材料根據(jù)零部件的使用環(huán)境，選擇相應(yīng)的耐老化材料。對(duì)于室外使用的塑料制品，可選用聚碳酸酯、改性聚苯乙烯、有機(jī)玻璃、氟塑料等耐氣候性良好的塑料。(2)進(jìn)行表面處理由于塑料發(fā)生老化與環(huán)境溫、濕度等外部原因有直接關(guān)系，使用中可采用金屬噴涂、電鍍、噴漆、著色等方法，在一定程度上改善老化性能。例如，聚丙烯、聚甲醛用炭墨著色，減少其吸熱效果，可改善老化性能。(3)添加防老化劑在塑料的制造過程中加人防老化劑或穩(wěn)定劑，采用混煉、增強(qiáng)或改進(jìn)成型加工及后處理工藝等措施，從而改變老化性能。在選擇塑料時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用加有防老化劑和穩(wěn)定劑的塑料品種。（4)加強(qiáng)維護(hù)保蕎加強(qiáng)對(duì)塑料件的保養(yǎng)、維護(hù)和更新，減小環(huán)境中引起塑料老化的因素，延緩老化速度，避免老化產(chǎn)生的后果。引起橡膠老化的因素

1）氧、氧在橡膠中同橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，引起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。

2）臭氧、臭氧的化學(xué)活性氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠（主要是不飽和橡膠）時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。

3）熱：提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是活化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。

4)光：光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。經(jīng)外線光起著加熱的作用。光作用其所長(zhǎng)另一特點(diǎn)（與熱作用不同）是它主要在橡表面進(jìn)生。含膠率高的試樣，兩面會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)狀裂紋，即所謂“光外層裂”。

5)機(jī)械應(yīng)力：在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。機(jī)械斷裂分子鏈和機(jī)械活化氧化過程。哪能個(gè)占優(yōu)勢(shì)，視其所處的條件而定。此外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。6)水分：水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水荃團(tuán)等成分被水抽提溶解。水解或吸收等原因引起的。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。7)其它:對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等橡膠防老化的方法1）自然老化試驗(yàn)方法：又分為大氣老驗(yàn)，大氣加速老化試驗(yàn)，自然貯存老化試驗(yàn)，自然介質(zhì)（包括埋地等）和生物老化試驗(yàn)等。

2）人工加速老化試驗(yàn)方法。為熱老化、臭氧老化、光老化、人工氣候老化、光臭氧老化、生物老化、高能輻射和電老化以及化學(xué)介質(zhì)老化等。

合成纖維及其制品的防老化合成纖維及其制品通過改進(jìn)聚合來提高它的耐老化性能。加入少量的抗老劑