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高分子材料的老化試驗

 

高分子材料具有鋼、水泥、木材等所沒有的化學、機械和加工性能,因而它逐漸代替這些常規材料,在國民經濟中得到越來越廣泛的應用,但高分子材料有一個致命的弱點限制了它的使用期限和范圍,這就是它的老化過程。例如聚丙烯編織袋用一段后,其扁絲變脆、斷裂;白色聚氯乙烯涼鞋穿后變黃;戶外不能用聚氯乙烯絕緣的導線,否則會變硬開裂造成漏電;尼龍襪穿著時間稍長便會變硬,失去彈性等等都是老化的結果。因此防老化成了一個急待解決的問題。

高分子材料在貯存和使用中,隨著時間的延長,高分子的化學組成和結構發生了一系列的變化,其物理、機械及加工性能相應變壞,從而失去了使用價值,這種現象稱為老化。( www.sxjngr.cn/ )塑料是三大合成高分子材料之一,它也不可避免地存在老化和防老化的問題。塑料老化的本質是在外界因素(包括陽光、氧氣、水、化學介質、熱、高能輻射、外力作長期作用下,塑料的分子發生了裂解、、氧化等化學變化。裂解使聚合度下降,塑料制品因而變軟、發粘、失去機械強度;交聯使塑料分子變成網狀結構,使塑料制品變得僵硬,喪失應有的彈性變脆,不能熔融,也不能溶解于溶劑中。老化的機理和老化的原因一樣極其復雜,在絕大多數場合下高聚物的貯存、加工和采用都要被光照射、接觸空氣、受熱和水的作用,因此老化主要有光氧老化、熱氧老化、水解等作用。例如聚丙烯制品長期在光、氧、熱作用下,其長鏈大分子便會斷裂粉化完全失去使用價值。

老化的原因除了環境因素外,聚合物內部一些不穩定結構的雜質也會加速老化,這些雜質往往是在合成工藝中帶入的,根據上述原因,塑料的防老化應從下面兒方面著手:

1.在樹脂合成階段,就應盡量避免不穩定結構雜質的混入。
2.改進成型工藝,因為成型時總要與空氣接觸,受熱而塑化以便成型,但溫度太高也會促使老化,因此必須盡量控制使溫度低一些,或加入增塑劑使加工溫度降低。
3.加工時應盡量不出廢品,因用廢品作原料生產制品多一次受熱老化更甚。
4.為增強制品的抗老化能力應在配方中加入防老劑,可在合成時或成型配方中加入。現在我們的市售樹脂往往都是加過防老劑的。如有特殊需要應加入所需的防老劑,往往不是一種,而是數種防老劑互相配合協同作用方能取得滿意效果。防老劑的品種和用量目前主要憑經驗,但防老劑必須有下列特性:與聚合物相溶性好;揮發性和萃取性要小;盡量不帶顏色;無毒無臭;具有化學和熱穩定性。
5.使制品與環境隔絕,如涂防護漆,鍍金屬層等,在防護層中加入防老劑可更加提高隔絕的效果。
6.針對使用條件選用不同性能的塑料。如聚氯乙烯雖價廉,但它抵抗熱氧化和光氧化的性能較差,因而只能用于室內導線的絕緣,否則會出現意想不到的事故。

 

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