高分子老化

高分子老化，高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由於各種因素的影響，性能和使用價值逐漸降低的現象。

基本介紹

• 中文名：高分子老化
• 種類：化學老化和物理老化

分類

老化可分為化學老化和物理老化兩種。化學老化是一種不可逆的化學反應，它是分子結構變化的結果，例如塑膠的脆化，橡膠的龜裂，纖維的變黃等。化學老化可以分為降解和交聯兩種類型。降解是指高分子受紫外線、熱、機械力等因素的作用而發生的分子鏈的斷裂；交聯是指高分子碳－氫鍵斷裂，產生的高分子自由基相互結合，形成網狀結構。降解和交聯對高分子的性能有很大的影響。降解使高分子分子量下降，材料變軟發粘，抗拉強度和模量降低；交聯使高分子材料變硬變脆，伸長率下降(見高分子降解和高分子交聯)。物理老化不涉及分子結構的改變，它僅僅是由於物理作用發生的可逆性變化。例如有些高分子材料受潮後絕緣性能下降，但乾燥後可以恢復。高分子老化現象可歸納為四種情況：

①外觀的變化，出現污漬、斑點、銀紋、裂縫、噴霜、粉化及光澤顏色改變等；

②物理性能的變化，包括溶解性、溶脹性、流變性及耐寒、耐熱、透氣、透光、透水等性能；

③力學性能的變化，如抗拉、抗彎、抗壓和抗沖強度及伸長率等；

④電性能的變化，如絕緣電阻、介電損耗、擊穿電壓等。引起高分子老化有內外兩種因素，外在的因素包括化學的氧化作用、水分解作用，物理的熱作用、光作用、電作用和機械力作用，以及生物的微生物作用、昆蟲作用和海洋生物作用等。太陽光是引起高分子老化的主要外因之一，它對戶外使用的高分子影響較大。太陽光中的紫外線，易被含有醛、酮、羰基的聚合物所吸收，引起光化學反應。

太陽光中的紅外線為物質所吸收，轉變為熱量；隨著溫度的升高，高分子熱老化和熱氧老化加劇。氧是一種活潑氣體，能使許多物質發生氧化作用。高分子的化學老化主要是在光、熱或其他因素影響下進行的氧化反應。高分子在加工、貯存和使用過程中，不可避免地要和氧接觸，所以氧也是引起高分子化學老化的主要因素之一。內在的因素包括高分子本身化學結構和物理狀態的影響。支鏈高分子比直鏈高分子容易老化，因為支鏈會降低高分子的鍵能，所以當支鏈增大時，會降低高分子的抗老化性能。某些高分子在分子結構上含有親水基團，容易吸收水而引起水解。

此外，水滲入高分子內部後，會使製品內某些防老劑被水溶解，從而去除了製品內部的保護劑，使製品加速老化。根據老化因素和試驗手段的不同，可以對高分子老化按生物老化、大氣老化、光老化、光氧老化、熱老化、熱氧老化、濕熱老化、臭氧老化等類型進行研究，至於化學試劑對於高分子的破壞作用，可歸入防腐蝕專業的範疇。高分子老化和防老化的研究是不能分割的，對於高分子材料採取的種種防老化措施，主要是提高和延長它的使用性能和壽命（見高分子防老化）。

參考書目

W.L.Hawkins，PolymerStabilization，JohnWiley&Sons，NewYork，1972.