耐老化高分子材料的研究及应用
高分子材料的老化及防老化研究

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料,包括高分子、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料,高分子材料自身的性能较好,被广泛的应用在各行各业中,但是由于高分子材料在生产或储存的过程中,容易产生一些物理或化学变化,导致材料老化,性能降低,造成无法使用。
本文主要通过分析高分子材料产生的老化问题,并探讨防治高分子材料老化的一些措施。
标签:高分子材料;老化问题;预防对策由于高分子材料具有其独特的优势,已被广泛地运用于国民经济和日常生活的许多领域。
它是高科技和国家经济支柱产业中不可或缺的材料,也是重要的战略储备物资。
高分子材料在生产和使用的过程中,其无法避免地会在不同程度上发生老化现象。
随着高分子材料的种类、用量的增加和极端使用条件的扩大,其老化问题日益突出,因而对其老化规律、老化机理和防老化的研究也变得日益重要。
本文主要针对其发生老化的原因进行讨论,找出预防老化的相应对策。
一、高分子材料的老化(一)高分子材料老化的表现1、由于高分子材料品种不同,使用条件各异,因而有不同的老化现象和特征。
对于高分子制品来说,生胶经久贮存时会变硬、变脆或者发粘;高分子薄膜制品(如雨衣、雨布等)经过日晒雨淋后会变色,变脆以至破裂;在户外架设的电线、电缆,由于受大气作用会变硬、破裂,以至影响绝缘性;汽车轮胎和飞机轮胎使用日久后会发生龟裂;在实验室中的胶管会变硬或发粘;有些高分子制品还会受到霉菌作用而导致破坏等等。
农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降;航空有机玻璃用久后出现银纹、透明度下降;2、高分子材料老化发生的变化:首先是外观的改变,出现斑点、裂缝、污渍、喷霜、银纹、发粘、粉化、起皱、翘曲、焦烧、收缩、光学颜色的变化以及光学畸变。
其次是使用方面的改变,使用方面的改变又包括物理性能改变,流变性能、溶胀性、溶解性、耐寒性以及耐热、透气透水等性能的变化。
还有力学性能发生改变,相对伸长率、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、应力松驰、剪切强度等性能的变化。
高分子材料的老化及防老化研究

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料在工业和生活中广泛应用,例如塑料、橡胶、纤维等,它们具有轻、坚、抗腐蚀性好、耐磨、绝缘性能好等优点,已经成为现代工程技术和科学技术领域中不可或缺的材料。
随着时间的推移,高分子材料会发生老化现象,导致材料性能下降,甚至失去使用价值。
研究高分子材料的老化机制和防老化技术对于延长材料寿命、提高材料性能具有重要的意义。
一、高分子材料的老化现象高分子材料在长期使用过程中,会发生多种老化现象,主要包括物理老化和化学老化两种类型。
1. 物理老化物理老化是指高分子材料在外部环境作用下,发生微观结构和宏观形态变化的现象。
主要表现为材料硬度下降、强度降低、脆性增加、断裂伸长率减小等。
这些变化是由于高分子链的结晶度和分子量分布发生改变,从而导致材料性能下降。
2. 化学老化高分子材料的老化会导致材料性能下降,对材料的使用寿命和安全性造成严重影响。
具体表现为以下几个方面:1. 机械性能下降:老化会导致高分子材料的硬度、强度、韧性等机械性能指标下降,使材料容易发生断裂、变形等现象。
2. 耐热性能降低:高分子材料老化后,耐热性能会减弱,容易软化、熔融,导致材料失去原有形状和结构。
3. 耐候性减弱:高分子材料在自然环境中老化,容易变色、龟裂、变质,并且随着老化程度的加剧,耐候性能会逐渐降低。
4. 绝缘性能下降:老化会导致高分子材料的绝缘性能降低,增加了绝缘材料在电气设备中的漏电和击穿风险。
为了延长高分子材料的使用寿命,提高其性能稳定性,科研工作者对高分子材料的老化机制进行了深入研究,并提出了一系列防老化技术。
研究表明,高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。
环境条件、材料结构、添加剂等因素都会影响高分子材料的老化速度和方式。
利用适当的实验手段,对高分子材料老化的机制进行深入研究,可以为防老化技术的研发提供理论依据。
2. 防老化技术研究针对高分子材料的老化问题,科研人员提出了多种防老化技术,主要包括添加剂、改性处理、表面涂层等方法。
高分子材料老化机理及防治方法探讨

高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一种具有重要应用价值的材料,它具有良好的工程性能和广泛的用途。
随着使用时间的增加,高分子材料可能会发生老化现象,导致材料性能下降甚至失效,从而影响产品的使用寿命和安全性。
本文将重点探讨高分子材料老化的机理及防治方法。
一、高分子材料老化的机理高分子材料老化是由于材料内部结构的改变和分子链的断裂所致。
主要包括热老化、光老化、氧化老化、湿热老化等几种类型。
1. 热老化高温对高分子材料的影响主要表现为分子链振动增加,分子间相互作用减弱,导致材料的强度和韧性下降。
高温还会促进氧化反应的进行,导致材料发生氧化老化。
高分子材料在阳光照射下容易发生光老化,主要表现为材料表面发生变色、发黄、龟裂等现象。
这是因为紫外光和可见光能够引发高分子材料的自由基反应,导致分子链断裂和交联反应,从而使材料性能下降。
氧气是高分子材料的一种主要老化因素,它能够与材料中的双键结构发生氧化反应,导致材料发生老化。
氧气还能够引发自由基反应,响应材料的老化过程。
高分子材料在潮湿环境下容易发生湿热老化,导致材料失去原有的强度和硬度。
湿热老化的主要机理包括水分分解、水解裂解、水解引起的氢键断裂等。
针对高分子材料老化的机理,可以采取一些防治措施,延缓材料老化的发生,提高材料的使用寿命和安全性。
1. 添加抗氧化剂向高分子材料中添加抗氧化剂是一种常见的防治方法,抗氧化剂能够有效地阻止或减缓氧化反应的进行,延缓材料老化的发生。
常用的抗氧化剂有羟基类、磷酸酯类、硫醇类等。
2. 添加紫外吸收剂对于易于发生光老化的高分子材料,可以向材料中添加紫外吸收剂,能够有效地吸收紫外光,阻止或减缓光老化的进行,延缓材料的老化。
3. 添加热稳定剂4. 降低材料暴露于老化环境中的时间和强度在实际使用中,可以通过避免或减少高分子材料暴露于老化环境中的时间和强度,延缓材料的老化。
在室外环境下使用的高分子材料制品,可以通过采取罩棚、遮阳等措施,减少材料的暴露时间和强度。
高分子材料的耐老化性能与应用探索

高分子材料的耐老化性能与应用探索在现代科技和工业领域中,高分子材料扮演着举足轻重的角色。
从日常生活中的塑料制品到航空航天领域的高性能部件,高分子材料的应用无处不在。
然而,高分子材料在使用过程中往往会面临老化的问题,这不仅会影响其性能和使用寿命,还可能带来安全隐患。
因此,深入研究高分子材料的耐老化性能,并探索其在不同领域的应用,具有重要的现实意义。
一、高分子材料老化的原因高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的综合影响。
其中,最主要的因素包括以下几个方面:1、光氧老化阳光中的紫外线是导致高分子材料老化的重要因素之一。
紫外线能够激发高分子材料分子链中的化学键,使其发生断裂和交联,从而改变材料的物理和化学性能。
例如,塑料在长期暴露于阳光下会变得脆化、褪色。
2、热氧老化温度的升高会加速高分子材料的氧化反应。
在有氧存在的情况下,高分子材料容易发生热氧老化,导致分子链的降解和性能下降。
高温环境下,橡胶制品容易变软、发粘甚至失去弹性。
3、化学介质老化高分子材料在接触到化学介质,如酸、碱、盐等时,可能会发生化学反应,导致材料的结构和性能受到破坏。
例如,某些聚合物在强酸或强碱环境中会被腐蚀。
4、生物老化在一些特定的环境中,如潮湿、微生物滋生的场所,高分子材料可能会受到生物因素的影响而老化。
微生物的代谢产物或酶的作用可能会侵蚀高分子材料的表面。
二、高分子材料耐老化性能的评估方法为了准确评估高分子材料的耐老化性能,科研人员和工程师们采用了一系列的测试方法。
1、力学性能测试通过拉伸试验、弯曲试验等力学性能测试,可以了解高分子材料在老化前后的强度、模量、韧性等指标的变化。
2、外观观察直接观察材料的外观变化,如颜色、光泽、表面粗糙度等,也是一种简单而直观的评估方法。
3、热分析热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)等热分析技术可以用于研究高分子材料在老化过程中的热稳定性和相变情况。
4、红外光谱分析利用红外光谱可以分析高分子材料分子结构的变化,从而判断其老化程度。
高分子材料老化机理及防治方法探讨

高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一类具有高分子量、由重复单元构成的聚合物物质,广泛应用于塑料、橡胶、纤维和涂料等领域。
由于长期的使用和环境因素的影响,高分子材料会发生老化现象,导致其性能下降甚至失效。
本文将探讨高分子材料的老化机理及防治方法,以期为相关领域的研究提供一定的参考和帮助。
一、高分子材料的老化机理1. 光照老化高分子材料在长期的光照作用下易发生老化。
光照老化主要是由于紫外光的作用,使高分子材料中的化学键发生断裂,导致材料表面发生龟裂、变黄、脆化等现象。
3. 微生物和化学品的侵蚀高分子材料在潮湿环境和受到微生物的侵蚀时,容易发生老化。
微生物和化学品会破坏高分子材料的结构,导致材料的性能下降。
1. 添加抗氧化剂和紫外吸收剂在高分子材料的生产过程中,可以向材料中添加抗氧化剂和紫外吸收剂,以延缓光照和热氧老化的发生。
抗氧化剂可以减少氧气与高分子材料的反应,紫外吸收剂可以吸收紫外光的能量,防止其对材料的破坏。
2. 采用表面处理技术通过表面处理技术,如喷涂表面保护剂、镀膜等,可以增加高分子材料的表面硬度和抗老化性能,延长材料的使用寿命。
3. 选择适当的填充剂和增强剂可以选择适当的填充剂和增强剂,如玻璃纤维、碳纤维等,在高分子材料中加入,以增强材料的抗老化性能和耐磨性能。
4. 控制生产工艺在高分子材料的生产过程中,控制生产工艺,避免材料出现氧化和拉伸等现象,以延缓材料的老化。
5. 加强材料的维护和管理在高分子材料的使用过程中,加强对材料的维护和管理,定期清洁、保养和检查,及时发现并处理老化现象,延长材料的使用寿命。
通过以上探讨,可以看出高分子材料的老化是一个复杂的过程,受到多种因素的影响。
为了延缓高分子材料的老化,我们可以通过添加抗氧化剂和紫外吸收剂、采用表面处理技术、选择适当的填充剂和增强剂、控制生产工艺以及加强材料的维护和管理等手段来防治。
希望本文的探讨对相关领域的研究和应用提供一定的参考和帮助。
高分子材料的耐候性与稳定性研究

高分子材料的耐候性与稳定性研究高分子材料是一种重要的材料类别,具有广泛的应用领域,如塑料制品、橡胶制品、纤维素材料等。
然而,在实际使用过程中,高分子材料会受到各种外界环境的影响,如紫外线、高温、湿热等,从而降低其性能和寿命。
因此,高分子材料的耐候性和稳定性成为研究的重点。
高分子材料的耐候性是指在长时间的自然环境中,材料所表现出来的性能稳定性。
紫外线是高分子材料最常见的外界因素之一,它可以穿透大气层,直接照射到材料表面。
紫外线的照射会引发高分子材料的光降解反应,导致材料的劣化。
因此,研究高分子材料的耐候性需要从理解紫外线照射对材料的影响入手。
首先,紫外线照射会引发高分子材料的链断裂反应,造成分子链的断裂和损坏。
这会导致材料的力学性能下降,如强度、硬度等减少,从而降低材料的耐久性。
研究表明,添加光稳定剂可以有效抑制紫外线对高分子材料的光降解反应,保护分子链的完整性。
其次,紫外线照射还会引发高分子材料的氧化反应。
氧气是紫外线引发氧化反应的重要参与者,它会与高分子材料中的活性基团发生反应,形成氧化产物。
这些氧化产物会导致材料的颜色变化、透明性下降等问题。
在研究中,采用添加抗氧化剂的方式可以有效抑制紫外线引发的氧化反应,提高高分子材料的耐候性。
此外,高温和湿热环境也是影响高分子材料耐候性的重要因素。
在高温环境下,高分子材料的分子链会发生融化和熔化,导致材料失去原有的形状和力学性能。
湿热环境中,高分子材料可能发生吸湿、溶胀等变化,导致材料的尺寸及物理性能发生变化。
因此,研究高分子材料在高温和湿热环境下的稳定性,对于提高材料的耐候性至关重要。
在研究高分子材料的耐候性和稳定性时,可以采用一系列试验和分析方法进行评估。
例如,可以使用光照老化试验来模拟紫外线照射下的材料行为变化,通过测定材料的力学性能、表面形貌、化学结构等来评估材料的耐候性。
同时,也可以通过热老化试验来模拟高温环境下的材料行为变化,探究材料在高温条件下的稳定性。
高分子材料的老化及防老化研究

高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是现代工业中重要的材料之一,广泛应用于各种领域,如建筑、汽车、航空、包装、医药等。
然而,随着时间的推移,高分子材料会经历各种老化过程,导致其性能和寿命的降低,从而影响其应用价值和经济效益。
因此,研究高分子材料的老化与防老化对于材料科学和工业应用都有着重要的意义。
高分子材料的老化主要包括物理老化和化学老化两种形式。
物理老化是指高分子材料的物理结构发生变化,如直链结构变为支链结构、分子链断裂、晶体结构改变等,致使材料性能发生变化。
化学老化则是指高分子材料发生化学反应,如氧化、酯化、消除、交联等,造成材料性能的退化。
高分子材料的老化是由于内部的能量积聚引起的。
随着时间的推移,高分子材料内部能量的不断积聚,使其发生老化。
老化过程受多种因素的影响,如温度、湿度、光照、氧化等。
不同材料的老化速度也不同,一般来说,分子量越低的高分子材料老化越快。
出现这种老化情况是不可避免的,但可以采取一些措施来减缓和延长高分子材料的使用寿命,即防老化措施。
防老化措施包括预处理、添加抗氧化剂、添加稳定剂、控制生产工艺、加强材料表面处理等。
预处理是指在高分子材料成型前对其进行处理。
通过加工预处理可以改变材料的物理结构和分子链结构,以达到减少尼龙内部能量积聚的目的,延缓材料老化的发生。
添加抗氧化剂是常见的防老化措施。
抗氧化剂是一种能够吸收自由基的物质,可以防止材料发生氧化反应。
添加稳定剂是通过改变高分子材料的分子结构,减缓和抑制老化的发生。
控制生产工艺是防止材料老化的重要手段之一。
控制生产工艺可以降低高分子材料的内部能量积聚,从而减缓材料老化过程。
加强材料表面处理是指对高分子材料的表面进行处理,改善其表面性能,提高其抗老化能力。
综上所述,高分子材料的老化与防老化是材料科学和工业应用中值得研究的重要领域。
虽然老化是不可避免的,但可以通过采取有效措施来延缓与减缓材料老化的过程。
对于高分子材料科学的发展和产业的稳定性具有重要的意义。
高分子材料的抗老化措施分析

高分子材料的抗老化措施分析摘要:高分子材料具有性能优异的特点,市场占有率也逐步提高,应用范围也很广,很多领域都有使用。
然而,由于光照、湿度和温度等外部因素的影响,高分子材料的物理特性和结构容易产生变化,导致老化。
为了进一步提升高分子材料的抗老化效果,必须充分了解影响老化的因素,分析老化机理和老化过程,从而提升高分子材料的高性能,推广高分子材料的应用,提升行业水平。
关键字:高分子材料;老化;预防措施1高分子材料1.1.高分子材料的概念高分子材料也称为聚合物材料,是以高分子化合物为基础,再加入其他添加剂而最终形成的一种材料。
高分子材料有着非常广泛的应用范围,无论是生产日常用品还是生产高科技产品,高分子材料都发挥了作用。
因此,材料领域的发展过程中,高分子材料是最快的。
使用高分子材料过程中,会因为外界环境和化学介质的综合作用,而改变了高分子材料的化学结构,最终产生了物理结构的变化,如材料变硬、变脆、发粘、变色等等。
这些都是高分子材料的老化,而老化的实质就是物理化学性质发生了变化。
1.1.高分子材料的优势按照材料的来源分类,高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料,如天然纤维和天然橡胶等,是可以直接从自然界获得并使用的高分子材料。
合成高分子材料是一种合成聚合物,种类更为广泛,可分为合成橡胶、合成纤维和塑料。
天然高分子材料或合成高分子材料两者都具有其他材料所不具备的稳定分子量的优点。
高分子材料具有许多其他材料无法代替的优点,比如:材料质量轻,实用且方便运输;强度高,高强度高分子材料的强度比钢的强度更高,是一种强度高、重量轻的材料;导热系数低,绝缘效果理想;化学稳定性和耐腐蚀性高,一般的酸、碱、盐或油脂都无法腐蚀材料;韧性、拉伸性好;具有良好的电气绝缘性;耐磨性极佳,一些高分子材料在摩擦时具有很强的耐磨性。
2引起高分子材料老化的因素在实际生产生活中,引起高分子材料老化的因素有很多。
2.1从物理的角度来讲辐射、光照、电、温度过高、外力等因素都会使高分子材料出现老化,光照和辐射会引起高分子材料的分子结构发生改变,温度和热度的升高都容易加重高分子材料散热的难度,促使高分子材料出现老化现象。
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耐老化高分子材料的研究及应用聚合物及其制品在使用或贮存过程中,由于受众多环境因素(光、热、氧、潮湿、应力、化学侵蚀等)的影响,其性能(强度、弹性、硬度、颜色等)逐渐变坏,如外观上变色发黄、变软发粘,变脆发硬,物化性质上分子量、溶解度、玻璃化温度的增减,力学性能上强度、弹性的消失等等,这些现象统称为老化。
其实它跟金属的腐蚀是相似的。
高分子的老化方式主要有光氧化、热氧化、化学侵蚀、生物侵蚀等。
一、光氧化涂料、塑料、橡胶、合成纤维等制品在日光或强的荧光下(因为含有害紫外线较普通荧光灯多),因吸收紫外线而引发自我氧化,导致聚合物降解,使制品的外观和物理机械性能恶化,这一过程称为光氧化还原或光老化聚合物在光的照射下,分子链的断裂取决于光的波长与聚合物的键能,各种键的离解能为167~586kJ/mol 。
在可见光范围内,聚合物一般不被离解,但呈激发状态。
应此在氧存在下,聚合物易发生光氧化过程。
例如聚烯烃RH,被激发了的C —H 键容易与氧作用。
—RH+ O2 —→R•+•O—OHR•+O2—→R—O—O•—RH→R—O2H+R•此后开始连锁式的自动氧化降解过程。
水、微量的金属元素特别是过渡金属及其化合物都能加速光氧化过程。
为延缓或防止聚合物的光氧化过程,需要加入光稳定剂。
光稳定剂凡能屏障或抑制光氧化还原或光老化过程而加入的一些物质称为光稳定剂。
太阳辐射的电磁波在通过空间和臭氧层时,290nm以下和3000nm以上的射线几乎都被滤除,实际到达地面的为290nm—3000nm的电磁波,其中波长范围为400—800nm(约占40%)的是可见光,波长约为800—3000nm(约占55%)的是红外线,而波长约为290—400nm(仅占5%)的是紫外线,其中,紫外线对聚合物的破坏作用最大。
为了阻止紫外线对高分子材料的老化作用,可以加入光稳定剂。
工业上对光老化的有效防止阻缓,多以两种以上有不同作用机理的抗老化剂复配,因为各种抗老化剂特别是光吸收剂都有自身对紫外线不同的吸收波段。
复配配方如:二笨甲酮+苯并三唑类加受阻胺(HAL)类,可以起到单一光稳定剂所无法达到的最佳效果。
表-1 西欧各种塑料使用光稳定剂的量……○1目前工业上使用的光稳定剂有:光屏蔽剂、紫外光吸收剂和能量转移剂(又称淬灭剂)等。
(1)光屏蔽剂高分子材料使用着色剂后,颜色可以反射紫外线,使之不能进入内部,犹如一层屏障,可以避免光老化。
炭黑、氧化锌、镉红、镉黄、钛白粉、及有机颜料钛菁蓝、钛菁绿等均有此作用,其中以炭黑效力最大。
橡胶中加入炭黑课起补强作用,也可以起抗老化作用,因此不必加抗老化剂,塑料也是如此。
(2)紫外光吸收剂这是目前主要的光稳定剂,按化学结构可分为:水杨酸苯酯、邻羟基二苯甲酮、邻羟基苯并三唑和三嗪等。
水杨酸苯酯的结构式为:,其产品有:水杨酸(4-叔丁基苯酯),代号为UVTBS,水杨酸(4-叔辛基苯酯)代号UVOPS:。
它可以用于聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚酯等中。
,具体产品有:2—羟基—4—甲氧基二苯甲酮(UV—9,2,2—二羟基—4—甲氧基二苯甲酮(UV—24, 2 —羟基—4—甲氧基—2—羧酸二甲苯甲酮(UV—207等,他们广泛应用于聚烯烃、聚氯乙烯、氯化聚醚等。
苯并三唑的基本结构式为,随R的变化又会有许多产品。
比如:UV—P、UV—326等等。
三嗪类光稳定剂是近年来新开发的产品。
它是2—羟基苯基三嗪衍生物。
特点是含有邻位羟基,其基本结构式为OHC—OOR3C—OOC9H17—tC—OORO C H3CO HOOCH3COOCH3NNHORNNHO 3)33)3OHCCH3—CH3CH3COCO3X—YNN N,其中,X ,Y 可以相同,也可以不同,Y 常为,而R 常为H 、烷基、4—羟基、4-烷氧基,4-烯链的酯基。
... ...○2 (3)能量转移剂(淬灭剂)他们本身没有强的吸收紫外线的能力,但他们能将吸收的光能转化为激发态的分子的能量,并迅速转移掉,使分子恢复稳定的基态。
他们本身也会转变为激发态,并很快将能量转变为热能放出,自己又回到激态分子,可见,紫外线吸收剂是通过分子内结构的变化来消散能量,而能量转移剂则是通过分子间的转移来消耗能量。
最主要的能量转移剂是镍的螯合物。
目前最常用的有:二硫代氨基甲酸镍盐型,如N 1N-而正丁基二硫代氨基甲酸镍(光稳定剂NBC )( )Ni 等。
这类光稳定剂常兼有抗氧剂作用,可用于聚丙烯、合成橡胶等中。
二、热氧化聚合物的热氧化是热和氧宗合作用的效果。
热加速了聚合物的氧化,而氧化物的分解导致了主链断裂的自动氧化过程。
氧化过程是首先形成氢过氧化物,在进一步分解而产生活化中心(自由基)。
一旦形成自由基以后,即开始链式反应。
为获得对热、氧稳定的高分子材料制品,常需加入抗氧剂和热稳定剂。
常用的抗氧剂有仲芳胺。
阻碍酚类、苯醌类、叔胺类以及硫醇、二烷基二硫代氨基甲酸盐、亚磷酸酯等。
热稳定剂有金属皂类、有机锡等。
n —C 4H 9 n —C 4H 9 N —C —S S 2(1)抗氧剂高分子材料在加工或使用中,能防止由于空气接触而在一定温度下发生热氧降解的添加剂,称为抗氧剂(Antioxidantion ).抗氧剂品种很多,主要用于橡胶和塑料。
习惯上把用于橡胶的抗氧剂称为防老剂。
按其不同的作用,可分为三大类:主抗氧剂、辅助抗氧剂、金属钝化剂... (3)主抗氧剂主要有胺类化合物(包括抗臭氧剂)和酚类化合物。
胺类抗氧剂主要用于橡胶,亦称为胺类防老剂,常用的有:二芳基仲胺类,对苯二胺衍生物类,醛胺和酮胺缩合物。
辅助抗氧剂在与住抗氧剂同时并用中,具有良好的协同效应,但它本身抗氧能力并不强。
属于这类的有亚磷酸酯和硫代酯两类。
亚磷酸酯在用于PVC 中时还可以作为辅助热稳定剂,硫代酯抗氧剂主要有两个品种:抗氧剂DLTDP 和DSTDP ,一般后者性能优越于前者,他们的毒性很低,可用于制造包装薄膜。
金属离子特别是过渡金属离子会使聚合物自动氧化速率增加,如铁、铜、钴、镍、锰等离子对橡胶、聚丙烯、聚氯乙烯、有很大催化作用,会降低聚合物使用寿命。
金属钝化剂又称金属螯合剂或铜抑制剂,能够防止金属离子对聚合物产生应发自动氧化作用。
这对电线、电缆等尤为重要。
(2)热稳定剂在高分子材料的加工或使用过程中,能防止因受热而发生的讲解或交联,从而达到延长高分子使用寿命的添加剂称为 热稳定剂(Warmestabilisatoren )。
特别对聚氯乙烯(PVC )、聚甲醛(POM )、氯丁橡胶,热稳定剂是必不可少的。
例如PVC 的成型加工温度一般在160~180℃,但它在120~130℃就有分解反应,产生氯化氢,为了解决加工温度高于分解温度的问题,就必须实用热稳定剂。
本节所指的热稳定剂,也就是正对上述问题的狭义上的热稳定剂,在使用过程中简称稳定剂。
三、化学侵蚀由于受到化学物质的总作用,聚合物链产生化学变化而使性能变劣的现象称为化学侵蚀,如聚酯、聚酰胺的水解等。
上述的氧化也可视为化学侵蚀。
化学侵蚀所涉及的问题就是聚合物的化学性质。
因此,在考虑高分子材料的老化以及环境影响时,要充分估计聚合物可能发生的化学变化。
通常,高分子材料具有较优良的耐腐蚀性能。
但由于介质的多样性以及高分子材料在成分、结构、聚集态和添加物等方面的干差万别,因此,在任何条件下都耐蚀的高分子材料是不存在的。
例如,多数高分子材料在酸、碱和盐的水溶液中具有较好的耐蚀性,显得比金属优越,但在有机介质中其耐蚀性却不如金属。
有些塑料在无机酸、碱溶液中很快被腐蚀,如尼龙只能耐较稀的酸、碱溶液,而在浓酸、浓碱中则会遭到腐蚀。
为了减缓化学腐蚀,目前常用的方法是,在材料表层涂一层化学性能相对稳定的涂料,以此来减缓腐蚀速度。
四、生物侵蚀合成高分子材料一般具有良好的耐微生物侵蚀性。
软质聚氯乙烯制品因含有大量增塑剂会遭受微生生物侵蚀。
某些来源于动物、植物的天然高分子材料,如酪蛋白纤维素以及含有天然油的涂料,如醇酸树脂等,亦会受细菌和霉菌的侵蚀。
某些高分子材料,由于质地柔软易受蛀虫的侵蚀。
易被生物侵蚀的高分子材料有以下特点:易吸附水、含有敏感的化学基团、结晶度低、摩尔质量低、分子链线性程度高和较大的比表面积等,因此所有可降解高分子材料再降解过程均具备被腐蚀的特性。
另外,难以被生物腐蚀的化学合成高分子材料,长期处于某种环境中也会存在被微生物腐蚀的风险,因为微生物具有极强的遗传变异性,再特定条件下也可能利用这些高聚物的酶类,使之能为碳源或能源生长,尽管这种降解速度极低,但是这种潜在危害是确实存在。
纤维增强复合材料(FRPCMS)因其高强、质轻、等特性,成为航空航天领域中的新宠,然而,FRPCNS对微生物污染是诶长敏感的,从聚合物材料中分离出来的混合真菌,能够在其表面形成生物膜,致使其对环境的抗压力减小,久之就会导致材料的腐蚀。
由于人们对微生物腐蚀危害性认识逐渐加深,大量的防治或减少微生物腐蚀损害的方法不断的被采用。
防治方法的选择要依据许多因素,如环境的性质(土壤、冷却水、海水)、腐蚀微生物种类、材料的性质等。
实际上,目前主要是通过物理和化学方法来处理材料表面和环境以阻止微生物的生长和繁殖,如:改变韩晶和工艺参数、增加防护层等,添加杀菌及抑制微生物繁殖也是行之有效的方法,但是由于微生物抗性的增强,杀菌剂的功效也会受到很大影响,为了解决这个问题,推荐在实践中可交替使用或混合使用集几种杀菌剂。
总之,控制微生物腐蚀应根据环境、对象、菌类选择防腐措施,有时应几种措施综合使用,才能达到有效目的。
随着高分子材料的普遍使用,高分子材料的老化成为制约高分子应用的一个重要因素,根据材料应用环境的不同,材料的老化预防与研究应该同步与材料的生产加工,但是目前对于材料的生产、加工方法研究的比较透彻,由于环境因素的复杂性,老化与防老化烟具相对有些滞后,加强这方面的基础研究与应用研究,研究成果指导材料的生产、加工,将能使高分子材料应用获得更大发展。
参考文献:1、张德庆,张东兴,刘立柱 ,《高分子材料科学导论》哈尔滨工业大学出版社;2、潘祖仁《高分子化学》化学工业出版社;3、曹阿民《合成材料的老化与应用》中国环保产业。