浅析高分子材料的老化现象及预防措施

任远

（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州730060）

浅析高分子材料的老化现象及预防措施

任远

（兰州石化职业技术学院，甘肃兰州730060）

随着科学技术的发展，高分子材料的应用越来越广泛，高分子材料在某些性能方面同传统的钢材相比具有明显的优势，其市场占有率呈逐年上升趋势。但是高分子材料在阳光、温度、湿度等环境条件的影响下容易慢慢老化。为了使高分子材料可以持久、稳定的发挥其优越性能，我们有必要分析引起高分子材料老化的各种环境因素，在此基础上采取一些预防措施。

高分子材料；老化；预防措施

1　高分子材料老化现象概述

高分子概念所包含的范围十分广泛，比如日常生活中常见的塑料、涂料、纤维、橡胶等均属于高分子材料。这些高分子材料在汽车、航天工业、建筑行业中的应用十分广泛，为广大人民群众的生活带来极大的便捷。但是，我们必须看到，高分子材料由于其结构特点，容易受到外界多种环境因素的影响。高分子材料在加工、贮存和使用过程中，所处的使用环境不同，造成了高分子材料的老化现象和原因各不相同。简而言之，高分子材料在加工，使用、贮存等过程中由于受到内在和外在因素的影响造成材料本身物理和化学性质的改变，直至丧失高分子特性和使用价值的现象叫做高分子材料的老化。一般来说，高分子材料的老化主要表现在以下几个方面：高分子材料发粘、变脆、变硬、变色等，同时随着高分子外观的改变，其机械性能也会发生变化。

2　影响高分子材料老化的因素分析

2.1环境因素

高分子材料所表现出来的优良性能同高分子材料自身的分子结构和化学键的链接息息相关。环境因素中太阳光的辐射、外界温度、空气中的湿度、氧气等都会通过影响高分子化学键之间的链接影响到高分子材料的性能。下面笔者对这些环境因素进行一一分析。随着温度的上升，高分子材料中分子活动加剧，一旦高分子从环境温度中获得足够的能量化学键就有可能发生断裂，进而影响到高分子材料的力学性能，造成高分子材料的老化，阳光辐射同温度对高分子材料造成的影响十分类似。环境湿度对高分子材料造成的影响主要体现在水分子对高分子材料中分子的溶解和溶胀。对分子间的化学键链接和分子聚集状态造成一定的破坏，进而对高分子性能产生影响。氧气对高分子材料造成的影响也是十分显著的，由于氧分子具有较强的渗透性，所以氧分子会优先进攻高分子材料分子链的薄弱部分，进而同分子结合成过氧化物，造成分子链的断裂。

2.2高分子材料内在因素

由于高分子材料所表现出来的某些方面的优越性能是其化学键的构成所决定的，所以高分子材料的内部结构对高分子材料的影响是巨大的。高分子材料分子间的弱键十分容易受到外界因素的影响，造成弱键的断裂而形成自由基。自由基正是自由基反应的起点，也就是高分子材料老化的开端。高分子材料中分子排列顺序相差极大，有的分子键排列十分的规整，形成结晶区，排列无序的分子键形成非晶区。还有一些高分子材料分子键的排列既有结晶区也有非结晶区。一般来说，非结晶区容易引发高分子材料的老化反应进而延伸到结晶区。

在实际使用中，为了发挥高分子材料的优越性能，人们不可避免的会将高分子材料和金属材料结合起来使用，这样就会有少量金属材质3预防高分子材料老化措施

渗透到高分子材料中，高分子材料中的金属杂质会催化老化反应，加速其老化。

3.1热老化的预防

特别对结晶型高分子材料制品而言，应当保证高分子材料温度处于玻璃化温度以上。温度过低会影响到高分子材料的使用性能。在加工高分子材料的时候加入适量的增塑剂可以提高高分子材料的加工性能，降低玻璃化温度同时提高高分子材料对低温的耐受。

3.2湿老化的预防

聚酯、多糖类等高分子材料在酸碱催化下容易遇水分解，由于当前空气污染越来越严重，由于空气污染造成的酸雨对这类高分子材料造成的威胁越来越大。所以，在使用这些类型的高分子材料时，应当综合考虑各种环境因素的影响。就解决方法来说，人们可以在这些类型高分子材料的外部加一层塑料薄膜，这样就可以有效的隔绝水分，减轻或避免酸雨等对高分子材料造成的影响。

3.3氧老化的预防

预防氧分子造成的老化现象，可以在高聚物的加工过程中有选择性的加入一些抗氧化物，比如：胺类抗氧化物、含硫有机化合物等。这些物质可以和过氧自由基发生反应，从而达到终止氧老化反应的目的。

3.4光老化的预防

高分子材料的性能受光的影响较大，人们可以通过加入光稳定剂的方法来减小和避免光老化反应的发生。光稳定剂可以分为：淬灭剂、光屏蔽剂以及紫外吸收剂。光屏蔽剂的代表主要有钛白粉和炭黑等。光屏蔽剂主要通过反射紫外光，避免光线进入高分子材料内部所引发的激发反应来达到预防光老化的目的。紫外吸收剂自身可以吸收紫外线，达到激发态而放出荧光或热回到基态。淬灭剂起到能量传递的作用，它可以吸收高聚物吸收紫外线所产生的能量，而后将获得的能量释放出去。

4　总结

高分子材料本身十分复杂，因此，在实践应用中，必须结合实际情况，分析引起高分子材料老化的因素，并针对性制定相应的高分子材料防止老化措施，从而确保高分子材料的正常使用。

［1］侯昊华，倪大银，马云霞.高分子材料的老化现象及预防措施浅析［J］.高分子材料发展及其研究，2012，（02）：102-103.

［2］沈岩为，张馨方.高分子材料的老化现象分析及预防对策浅析［J］.科技创新与应用，2013，（07）：123-125.

［3］蒋琳琳，吴明建，刘涛涛.浅谈如何加强高分子材料的老化现象预防措施［J］.河南科技大学学报，2012，（12）：110-111.

任远（1994-），男，汉族，甘肃酒泉人，大专学历。研究方向：化学工程与工艺。