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老化的特征及原因分析

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:如热固性的塑料,在固化后形成体型结构,其耐老化的性能比未固化前的好。如不同高聚物可吸收不同波长的日光,而发生光化反应,导致化学键破裂。

老化的特征及原因分析

1.老化的原因

高聚物老化原因可以从内因和外因上分析。

1)内因

高分子材料化学结构:高分子的化学组成,链的不饱和程度,共聚物各组分的比例,都会影响高聚物的老化性能。例如C—F、Si—O键能高,不易断裂,故聚四氟乙烯和有机硅树脂耐老化性能好;聚丙烯中含大量的叔碳原子,叔碳原子上的氢容易被氧化,因此聚丙烯的老化性不好。又如,天然橡胶中含大量的双键,所以它的耐老化性也不如饱和橡胶。

②高分子材料的物理结构:分子量及分子量分布,聚集状态(结晶、取向、玻璃态、高弹态、无定型态)也影响高聚物老化。高聚物结晶度高或处于玻璃态,因为大分子链段被固定,不能自由运动,活性基团被固定,使它们耐化学溶剂和酸碱作用而使老化变慢。如热固性的塑料,在固化后形成体型结构,其耐老化的性能比未固化前的好。

③配合剂及杂质:某些低分子添加剂,如增塑剂可能慢慢挥发而加速老化,一些引发剂的残渣,也可加速老化过程。

2)外因

①物理因素:包括太阳光、热、电、力及高能辐射,其中光和热是主要的。如不同高聚物可吸收不同波长的日光,而发生光化反应,导致化学键破裂。

②化学因素:包括氧气、臭氧、盐雾、酸、碱、盐等化学试剂,腐蚀性气体。其中氧是主要的,高分子易受氧化而破坏,在高压绝缘中臭氧也不可忽视。(www.xing528.com)

③生物因素:微生物霉菌白蚁昆虫等。如白蚁等蛀食高分子材料。

2.老化特征

高分子材料在各种因素作用下发生老化,因材料的品种不同而有各种不同破坏特征,归纳起来主要表现以下四方面:

①外观变化:变色、长霉、斑点、喷霜、银纹、发黏、变软、变硬、变脆、变形、龟裂以及粉化、起泡剥落等。

物理化学性能的变化:分子量、分子量分布、玻璃化温度、熔点、熔融指数、密度、导热系数、折光率透光率、透气性、溶解度、耐热、耐寒等性能变化。

③力学性能变化:拉伸强度、伸长率、冲击性等的变化。

④电性能变化:绝缘电阻介电常数、介质损耗、击穿电压变化。

应当指出,一种材料在它的老化过程中,一般都不会也不可能同时出现以上所述现象。实际上只是其中某些性能指标的变化,并且一般在外观上能出现一种或数种变化。

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