塑料的老化機理與預防措施

發布時間：2015/2/2 15:13:16 點擊次數：

（1）老化的原因主要是由于結構或組分內部具有易引起老化的弱點，如具有不飽和雙鍵、支鏈、羰基、末端上的羥基，等等。外界或環境因素主要是陽光、氧氣、臭氧、熱、水、機械應力、高能輻射、電、工業氣體（如、、、等）、海水、鹽霧、霉菌、細菌、昆蟲，等等。
從結構上的原因來說，聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因為C—F鍵的鍵能比C—H鍵的鍵能大，它起著保護碳鏈的作用。聚丙烯不如聚乙烯耐老化，這是因為聚丙烯的碳鏈上有甲基，甲基碳原子上的氫原子比較容易脫去。由于聚酰胺鏈上有羧基，聚酯纖維中的酯鍵容易水解，因此也容易老化。又如二烯烴聚合的橡膠中含C=C雙鍵，容易發生熱氧老化、光氧老化、臭氧老化。由于橡膠常在應力條件下使用，比較容易發生臭氧龜裂，因此臭氧老化是橡膠老化的主要原因。氯丁橡膠由于含有吸電子基的氯原子，因而較耐老化。聚合物由于結構上的弱點而在一定外界條件下發生的各種老化現象如前所述。有的聚合物沒有上述情況也會發生老化，如受到輻射特別是高能輻射時，化學鍵就會發生斷裂，即使是近紫外光輻射也能足夠打開一般的單鍵（C—H、O—H那樣的強鍵除外）。
（2）防止老化的措施
從發生老化的原因來看，一個主要原因是在高分子結構本身。因此，改善高分子的結構以提高老化的能力是很重要的。例如，橡膠在硫化以后，依然存在著不飽和雙鍵，而橡膠制品在使用時又難于避免日光、氧氣、臭氧等的侵蝕，所以人們研究合成新的品種就應避免或大大減少橡膠的高分子鏈上的雙鍵。當納塔①等人用絡合催化劑定向聚合了聚乙烯以后，他們就預測可以用乙烯和丙烯兩種單體經共聚制成彈性 體，后來，果然合成了二元乙兩橡膠，乙丙橡膠區別于其他合成橡膠在結構上的一大特點就是主鏈中不含雙鍵，完全飽和，使它成為最耐臭氧、耐化學品、耐高溫的耐老化橡膠。但是，乙丙橡膠也帶來聚二烯橡膠所沒有的缺點，如硫化速率慢，不易跟金屬粘合等。于是人們又研究在乙丙橡膠上接上易硫化的第三單體，以提高硫化速率。目前，乙丙橡膠已成為合成橡膠中有發展前途的一個品種。高分子科學和生產工藝的發展，將不斷地改進高聚物的性能，使它們延緩老化并延長使用壽命。
其次是在合成材料加工過程中添加防老劑。如添加防止氧氣或臭氧引起老化的抗氧劑，添加紫外光穩定劑、熱穩定劑、防霉劑，等等。再次，還可以用物理防護的方法，如涂漆、鍍金屬、浸涂防老劑溶液等?？傊?，對聚合物的老化和防老化的研究是高分子科學和技術的一個重大問題。在選擇單體、改進加工聚合方法、添加防老劑、保護制品表面等方面，雖已取得顯著成果，但仍需進行深入的研究。
我們在使用高分子材料制品時，也要注意保護，以延緩其老化。例如，濕的聚酯纖維衣服不宜在日光下曝曬，塑料雨傘、雨衣在使用后要擦干以防止因霉菌侵蝕而發霉，等等。但是，有些制品是難于避免這些外界因素的，如塑料地膜、塑料大棚上的薄膜、汽車輪胎、室外電纜包皮等都不能避免日曬雨淋以及氧氣等的侵蝕。這就要依靠從高分子結構、加工等方面來提高質量以加強聚合物內部防老化的能力。