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材料老化性能测试 老 化 塑料在使用、加工及贮存过程中，由于受到外界因素包括物理的(热、光、电、辐射能、机械应力等)，化学的(氧、臭氧、雨水、潮气、酸、盐雾等)及生物的(霉菌、细菌等)各方面的作用，而会引起化学结构的破坏，使原有的优良性能丧失，这种现象，通称为老化。 引起高聚物性能变坏的类型 发硬、变脆是交联的结果 发黏、变色、强度下降、破坏是降解、取代基脱除的结果 某些高聚物对各种因素影响的抵抗能力情况 塑料老化的表现与成因 塑料老化的主要表现为 外观上变色、失光、龟裂甚至粉化， 物理化学性能如力学性能、电性能改变(降低) 等 塑料老化是内外复杂因素综合作用的结果。塑料老化的化学过程是十分复杂的，除了在热、氧作用下产生退化分支链反应[链引发、链传递(增加)、链支化、链终止的反应历程]外，还可能发生水解、醇解和胺解等反应(聚酯和聚酰胺类高聚物)。 聚合物老化原因之一---降解 聚合物的降解反应是指聚合物分子链在机械力、热、高能辐射、超声波或化学反应等的作用下，分裂成较小聚合度产物的反应过程。 聚合物的降解可分为三种基本形式： （1）热降解 （2）化学降解 （3）光降解。 （1）热降解 指聚合物在单纯热的作用下发生的降解反应，可有三种类型： a. 无规断链反应：在这类降解反应中，高分子链从其分子组成的弱键发生断裂，分子链断裂成数条聚合度减小的分子链---低聚物。分子量下降迅速，但产物是仍难以挥发，因此重量损失较慢。如聚乙烯的热降解： （1）热降解 b. 解聚反应： 在这类降解反应中，高分子链的断裂总是发生在末端单体单元，导致单体单元逐个脱落生成单体，是聚合反应的逆反应。 发生解聚反应时，单体单元逐个脱落，因此聚合物的分子量变化很慢，但由于生成的单体易挥发导致重量损失较快。 解聚反应主要发生于1,1-二取代单体所得的聚合物 典型例子--聚甲基丙烯酸甲酯的热降解： （1）热降解 c. 侧基脱除热降解： 聚合物热降解时主要以侧基脱除为主，并不发生主链断裂。典型的如聚氯乙烯的脱HCl、聚醋酸乙烯酯的脱酸反应： 热稳定性 提高热稳定性的方法—增加化学键强度 在高分子链中避免弱键, C-Cl键弱,PVC易分解; 支化分子易分解. 聚合物分解温度顺序: PE 支化PEPMMA 主链中避免长串的-CH2-, 引入大环结构可提高热稳定性 合成梯形,螺形或片状的高分子 （2）化学降解 聚合物曝露在空气中易发生氧化作用在分子链上形成过氧基团或含氧基团，从而引起分子链的断裂及交联，使聚合物变硬、变色、变脆等。 化学降解可在较低温条件下发生。 化学降解包括热氧化降解和光氧化降解。 饱和聚合物的化学降解较慢。而不饱和聚合物的氧化反应要快的多，因为所含的烯丙位碳易遭受进攻，并形成稳定的自由基。 化学降解过程是一个自由基链式反应。 （2）化学降解 化学降解的防止 化学降解的根本原因是氧化反应产生的过氧自由基，因此可在聚合物中加入能与过氧自由基迅速反应形成不活泼自由基的化合物，以防止聚合物的化学降解，这类化合物常称抗氧剂。常用的抗氧剂是一些酚类和胺类化合物。 　　 常见的胺类抗氧剂： 　注意：胺类抗氧剂抗氧能力强,但有颜色,主要用于深色塑料和橡胶制品 　　常见的酚类抗氧剂： （3）光降解 聚合物受光照，当吸收的光能大于键能时，便会发生断键反应使聚合物降解。 光降解反应存在三个要素： 聚合物受光照； 聚合物聚合物吸收光子被激发； 被激发的聚合物发生降解。 （3）光降解 　 　　　　非光敏降解 　　原理：用相当于高聚物分子中化学键吸收波峰波长的光照射时，高聚物吸收能量后，被激发，则发生光降解反应。 部分高聚物光降解吸收的光波波长（λ ） （3）光降解 在聚合物的使用过程中，一般希望其性能稳定，必须防止或延缓聚合物的光降解，为此可在聚合物中加入光稳定剂。 为了加快聚合物的光降解，可加入光敏剂。 由于聚合物对太阳光辐射的吸收速度慢，量子产率低，因而光降解的过程一般较缓慢，可加入吸收光子速度快、量子产率高的光敏剂，通过光敏剂首先吸收光子被激发形成激发态，再与聚合物反应生成自由基。 　　　光稳定剂及作用 　　 能阻止高聚物光降解和光氧化降解的物质。 　　　 紫外线吸收剂（普遍使用） 　　作用：能选择性地吸收波长为290-400nm的紫外线，并通过能量转换放出较弱的荧光或热或转送给其它分子而自身恢复到稳定状态。 　　常见的紫外线吸收剂 聚合物防老化途径 （1）采用合理