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高分子材料的老化试验

 

高分子材料具有钢、水泥、木材等所没有的化学、机械和加工性能,因而它逐渐代替这些常规材料,在国民经济中得到越来越广泛的应用,但高分子材料有一个致命的弱点限制了它的使用期限和范围,这就是它的老化过程。例如聚丙烯编织袋用一段后,其扁丝变脆、断裂;白色聚氯乙烯凉鞋穿后变黄;户外不能用聚氯乙烯绝缘的导线,否则会变硬开裂造成漏电;尼龙袜穿着时间稍长便会变硬,失去弹性等等都是老化的结果。因此防老化成了一个急待解决的问题。

高分子材料在贮存和使用中,随着时间的延长,高分子的化学组成和结构发生了一系列的变化,其物理、机械及加工性能相应变坏,从而失去了使用价值,这种现象称为老化。( www.b2bsky.com.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问题。塑料老化的本质是在外界因素(包括阳光、氧气、水、化学介质、热、高能辐射、外力作长期作用下,塑料的分子发生了裂解、、氧化等化学变化。裂解使聚合度下降,塑料制品因而变软、发粘、失去机械强度;交联使塑料分子变成网状结构,使塑料制品变得僵硬,丧失应有的弹性变脆,不能熔融,也不能溶解于溶剂中。老化的机理和老化的原因一样极其复杂,在绝大多数场合下高聚物的贮存、加工和采用都要被光照射、接触空气、受热和水的作用,因此老化主要有光氧老化、热氧老化、水解等作用。例如聚丙烯制品长期在光、氧、热作用下,其长链大分子便会断裂粉化完全失去使用价值。

老化的原因除了环境因素外,聚合物内部一些不稳定结构的杂质也会加速老化,这些杂质往往是在合成工艺中带入的,根据上述原因,塑料的防老化应从下面儿方面着手:

1.在树脂合成阶段,就应尽量避免不稳定结构杂质的混入。
2.改进成型工艺,因为成型时总要与空气接触,受热而塑化以便成型,但温度太高也会促使老化,因此必须尽量控制使温度低一些,或加入增塑剂使加工温度降低。
3.加工时应尽量不出废品,因用废品作原料生产制品多一次受热老化更甚。
4.为增强制品的抗老化能力应在配方中加入防老剂,可在合成时或成型配方中加入。现在我们的市售树脂往往都是加过防老剂的。如有特殊需要应加入所需的防老剂,往往不是一种,而是数种防老剂互相配合协同作用方能取得满意效果。防老剂的品种和用量目前主要凭经验,但防老剂必须有下列特性:与聚合物相溶性好;挥发性和萃取性要小;尽量不带颜色;无毒无臭;具有化学和热稳定性。
5.使制品与环境隔绝,如涂防护漆,镀金属层等,在防护层中加入防老剂可更加提高隔绝的效果。
6.针对使用条件选用不同性能的塑料。如聚氯乙烯虽价廉,但它抵抗热氧化和光氧化的性能较差,因而只能用于室内导线的绝缘,否则会出现意想不到的事故。

 

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