高分子橡胶材料老化的影响因素及应对措施分析

摘 要： 高分子材料是近几年来一种尤其先进的材料，无论是在国内还是在世界范围内都发挥着举足轻重的作用。高分子材料所涉及的范围比较广泛，工业领域、农业领域甚至是我们的日常生活都与高分子材料息息相关，并且联系越来越紧密，另一方面，高分子材料的产量正在逐年增加，逐渐开始超过金属材料。虽然高分子材料在当今社会的应用广泛，作用重大，但是高分子材料一直以来都面临着老化问题，本文就针对高分子材料的老化问题进行详细的分析与探讨，分析高分子材料老化的影响因素，并根据实际情况提出相应的解决措施。

关键词： 高分子材料；橡胶材料；老化；因素；措施；分析

橡胶材料是一种我们所熟知的高分子合成材料，一般情况下，像橡胶材料这种高分子合成材料都具有容易老化的问题，无论是在使用过程中还是在贮存过程中，橡胶材料的性能都会随着时间的增长而不断下降，并且使用方式、贮存环境的好坏都会直接影响到橡胶材料的性能，甚至出现材料以及构建性能劣化的现象。事实上，高分子材料是无处不在，并且发展历史是非常悠久的，蚕丝织布、秸秆造纸等这些都是远在人类文明发展之初所被广泛应用的高分子合成材料，而在现代化的今天，高分子材料在科学技术的推动下发挥出更加巨大的作用，对人类社会的发展起到更加强有力的促进效果。高分子材料与人类社会的生活紧密相连，橡胶、塑料、纤维等都是现代社会中的高分子材料，都是高分子材料在新技术时代下的产物。虽然高分子材料为人类社会做出了巨大的贡献，但是高分子材料的老化问题确实科学界始终无法解决的一大难题。首先影响高分子材料的因素包括很多方面，例如阳光、温度、湿度、外力等都是导致高分子材料老化的直接因素，这些因素不仅影响了高分子材料的使用寿命，同时还很大程度上影响了高分子材料的使用性能。长期以来，科学研究者们一直的都在针对高分子材料的老化问题进行探索与研究，抗氧化剂、光稳定剂等都是科学研究者们的研究成果，但是这些产品只是延缓了高分子材料的老化，却并没有从根本上解决高分子材料的老化问题，而这一问题想要得到彻底的解决还需要做出更进一步的努力。

一、影响高分子橡胶材料老化的环境因素

1.太阳光对高分子的影响

太阳光是高分子材料老化最主要、最直接也是最不可避免的影响因素。太阳光中含有大量的紫外线，而紫外线又是最容易被高分子材料吸收的，高分子材料吸收紫外线时候会产生一系列的化学反应。另外，太阳光中还含有红外线，当红外线与高分子材料接触之后会使得高分子材料的温度迅速上升，因此高分子材料的老化速度会加快，使用寿命也会缩短。

2.空气中氧对高分子的影响

空气中所含有的氧是一种相对比较活泼的气体，并且氧是无处不在的，因此空气中的氧对高分子材料老化的影响也是不可避免的因素之一。首先高分子材料表面极其容易产生氧化反应，这种氧化反应是在阳光照射之后高分子材料发生化学反应所形成的。高分子材料在加工、运输以及使用过程中都会不可避免的接触到氧，所以氧也成为了造成高分子材料老化的主要因素之一。

3.外部作用——机械力对高分子材料的影响

高分子材料在使用过程当中都会受到外部机械力的影响，这些来自外部的影响也是导致高分子材料老化的重要影响因素。由于高分子材料在使用过程中与外部的接觸是不可避免的，因此来自外部的影响也是一种不可避免的影响因素。例如汽车轮胎，汽车轮胎就是一种高分子橡胶材料，橡胶在车轮和车承载力的作用下，容易发生变形，但是由于橡胶的特殊性能，这种变形是可以迅速得到恢复的。然而如果橡胶长时间受到外力作用，橡胶哦内部分子就会受到严重破坏，橡胶材料的老化速度将会更加快速。

二、高分子橡胶材料老化的具体表现

高分子橡胶材料老化是一种分子发生质变或者降解的过程。高分子橡胶材料在受到外部力量的作用之后，其内部结构就会受到严重破坏，高分子橡胶材料会由于分子量变小而产生质变，生成新的物质或者降解。对于高分子橡胶材料的老化主要可以分为物理老化和化学老化，物理老化是一种可以控制和恢复的老化，而化学老化是一种极其复杂的现象，一旦出现化学老化将不可逆转，老化之后的高分子橡胶材料将不再具备原本的性能，也不再具有任何使用价值。通常老化后的高分子材料主要表现为强度降低、韧性降低、稳定性降低、耐热性降低、颜色变浅、出现斑点等。

三、缓解高分子材料老化的应对措施

解决高分子材料的老化问题，最根本的就是要从高分子结构本身入手。高分子结构本身是导致老化的主要原因，因此只有高分子在自身上改善结构，提高性能才能够抗老化。例如橡胶在硫化之后会存在不饱和双键，因此人们在进行橡胶材料的研究与制造过程中就应当避免或者减少高分子链上的双键。从目前情况来看，针对高分子材料老化问题展开深入的分析与研究是非常重要并且必要的，这也是解决高分子材料老化和抗老化问题的关键所在。但是目前，由于高分子材料内部结构比较复杂，研究技术水平不够，所以我们还无法彻底消除高分子材料的老化，我们只能通过技术手段来提高高分子材料的使用性能，延缓其使用寿命。

1.改变高分子本身易老化的特点

高分子材料的本身弱键或者不饱和键是造成其老化的做主要的原因，正是由于这个原因才使得高分子材料额稳定性比较低，容易受到空气中氢氧的影响，与氢键氧键发生反应。因此如果使其变为饱和键，那么其抗老化的作用效果会有极大的提高。以橡胶为例，橡胶中的碳键会与臭氧发生反应，因此在橡胶中加入氯原子键就能够使其稳定，从而很好的提高其抗老化性能，

2.物理防护措施

对于来自外部影响高分子老化的因素可以采用物理防护的措施。物理防护能够有效的控制一般的物理老化现象，并且能够相应的延缓化学性老化。以大棚塑料薄膜为例，由于长期经受风吹日晒，塑料薄膜会发生氧化，出现透明度降低和薄膜脆化的现象，塑料薄膜的使用寿命也相应降低，而在塑料薄膜上覆盖草棚就会有效的减少日照，从而延长薄膜使用寿命。

对于光氧化所带来的高分子材料老化现象，最有效的解决措施就是添加稳定剂。稳定剂可以使光氧化所造成的对高分子材料的破坏稳定化，可以有效的提高抗光氧化的性能，进而提高高分子材料的使用寿命。在高分子材料中添加的稳定剂主要有光屏蔽剂、猝灭剂、受阻胺光稳定剂等。

（1）光屏蔽剂就是我们所说的涂层和颜料，这种稳定剂可以为高分子材料提供一层保护膜，为高分子材料屏蔽光线。

（2）猝灭剂主要是通过一定的化学反应来起到稳定效果的。

（3）受阻胺光稳定剂主要是通过阻碍胺类哌啶系衍生物来起到稳定作用的。

四、结束语

目前，世界经济不断发展，科学技术不断升级，越来越多的高新技术开始涌现出来，而高分子材料的发展前景也越来越广阔，应用范围也越来越广泛，高分子材料对于人类生活的作用也越来越受到重视。因此解决高分子材料的老化，提高其使用性能和使用寿命是我们所需要解决的最为首要也是最为关键性的问题。在长期以来的研究中我们虽然取得了良好的研究效果，研发出了有效额延缓措施，但是在复杂的高分子材料老化问题面前，我们所面临的仍然是众多的难题，对高分子领域的探索与研究将是一个持久的过程。■

参考文献

[1]冯新得，张中岳，施良和.高分子词典[M].北京：中国石化出版社，1994，19.

[2]张德庆，张东兴，刘立柱.高分子材料科学导论[M].哈尔滨工业大学出版社，1991，7-00，29-34.

[3]冯军.浅究影响高分子材料老化的因素及应对措施[J].科技与企业，2014，17：193.

作者简介：杨明山性别：男，出生年份月份：1995.11.09，民族：汉，籍贯（省、市）：辽宁省庄河市，学历：本科，职称（在读生不用填），主要研究方向：高分子材料与工程 橡胶方向。