有機高分子材料老化的型別與預防措施

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作為引起有機高分子材料老化的重要因素,氧氣對材料的老化行為產生了重要的影響,下面是一篇探究有機高分子材料老化問題探究的論文範文,歡迎閱讀參考,希望對你的論文寫作有幫助。

有機高分子材料老化的型別與預防措施

 引言

在使用有機高分子材料之前,對材料的老化失效行為進行分析,才能掌握材料的老化失效規律。而在此基礎上,則可以採取適當的調控措施預防材料老化現象的發生。因此,對有機高分子材料的老化行為及其調控問題進行探討,對於提高材料的抗老化效能有著一定的指導意義。

 1有機高分子材料的老化行為分析

1.1材料的熱老化

就實際情況而言,環境溫度的升高,將直接導致有機高分子材料中的分子鏈運動加劇。而在分子動能大於化學鍵的離解能時,則將導致分子鏈出現熱降解行為。此外,與材料力學效能相關的臨界溫度有多種。所以,隨著溫度的逐漸降低,材料在到達臨界溫度時就會出現結構上的變化,繼而使自身的物理效能也隨之改變。而這一現象,則被稱之為材料的熱老化現象。

1.2材料的溼老化

溼度之所以能夠引起有機高分子材料的老化,主要還是因為水分子對材料作用。在材料被水分子包圍的情況下,材料分子之間的作用力會因溶脹和溶解而改變。而這將直接導致材料的聚集狀態遭到破壞,繼而使材料的效能受到影響。在實際生活中,非交聯的非晶聚合物就將明顯受到環境溼度的影響[1].在材料被水分子包圍的情況下,該種材料甚至會出現解體,繼而出現嚴重的溼老化現象。

1.3材料的氧老化

作為引起有機高分子材料老化的重要因素,氧氣對材料的老化行為產生了重要的影響。在空氣中,具有一定的滲透性的氧分子將對材料分子主鏈進行攻擊。而在這種情況下,材料內部將形成過氧化物或自由基,繼而導致分子主鏈的斷裂。此外,在自由基中存在金屬元素時,材料的氧化反應則將更加強烈。而一些材料的分子量的明顯降低,則將導致材料的快速老化。

1.4材料的光老化

一般來講,一些有機高分子材料能夠吸收光能。在光的照射下,由於材料吸收的光能高於分子鏈的離解能,繼而導致了分子鏈的斷裂。

而材料化學結構的改變,則直接導致了材料效能的劣化。此外,紫外線的能量較強,所以有機高分子材料常常會受到紫外線的傷害。

1.5材料的生物老化

在加工有機高分子材料的過程中,往往需要使用大量的新增劑,繼而給微生物的生長提供了良好的環境。而微生物具有較強的變異性,可以分解出高聚物的催化酶。所以,微生物將以材料為食物,即通過吸收材料內部營養而導致材料的迅速降解,繼而造成材料的老化。而微生物在生長過程中產生的一系列代謝物,則將導致材料的光潔度降低,繼而影響材料的使用。

 2有機高分子材料的老化行為的調控

2.1熱老化的預防

為了預防材料的老化,首先要合理控制材料的加工溫度。而過低的溫度也會導致材料效能發生變化,所以也要增強材料的抗寒性。具體來講,就是在材料生產過程中,需要新增一定的增塑劑,從而使材料的玻璃化溫度得到降低。就目前來看,增塑劑主要有分子增塑和結構增塑兩種。其中,分子增塑可以增加分子鏈柔順性,而結構增塑則能起到潤滑作用。

2.2溼老化的預防

在預防材料的溼老化時,主要需要防止材料在酸鹼催化作用下接觸水分子。因為,一些有機高分子材料在酸鹼催化作用下水解,則將對空氣造成一定的汙染,甚至引發酸雨的出現[2].所以,需要儘量避免在酸鹼環境下使用該類材料。此外,為了防止材料與水分子的.接觸,也可以在材料表面覆蓋防水薄膜,從而防止材料因水解而老化。

2.3氧老化的預防

在現實生活中,材料不得不接觸大量的氧分子。所以,在材料加工的過程中,可以新增一定的抗氧化物。因為,這些抗氧化物將與材料產生的過氧自由基發生反應,繼而徹底終止材料的氧老化反應。就目前來看,現階段的抗氧劑主要有兩種,即自由基受體型和自由基分解型。其中,受體型抗氧劑能夠降低過氧自由基的活性,而分解型抗氧劑則能夠使過氧自由基轉變成穩定化合物,繼而使材料的老化速度得以降低。

2.4光老化的預防

在材料加工的過程中,加入適量的光穩定劑可以預防材料的光老化。就目前來看,常用的光穩定劑有光遮蔽劑和紫外吸收劑。其中,光遮蔽劑可以進行紫外光的反射,繼而防止光能進入到材料內部。而紫外吸收劑則可以主動吸收紫外線的能量,繼而通過釋放熒光而將光能從材料內部排出。此外,也可以在材料的表面塗抹一定的丙烯酸塗料[3].因為,該塗料可以進行紫外線的預防,並增加材料的光穩定性。

而塗料的塗層越厚,材料的光穩定性則越好。

2.5生物老化的預防

就目前來看,能夠導致有機高分子材料出現生物老化的微生物主要為黴菌。所以,想要預防材料的生物老化,就需要做好黴菌的預防。

而防止材料的黴菌老化的方法主要是在材料中加入防黴劑,繼而防止黴菌的滋生。此外,也可以在材料表面塗抹反微生物因子,以便預防材料出現生物老化現象。

 3結論

總之,由於有機高分子材料本身具有一定的複雜性,所以影響材料老化行為的因素有很多。因此,有關人員有必要加強對材料老化效能的研究,以便全面掌握影響材料老化的因素,繼而更好的預防材料的老化。

 參考文獻:

[1]孫彥紅,易傳斌,皮紅等.有機高分子材料使用壽命預測方法[J].高分子通報,2011(12):128-132.

[2]張彤,王麗琴.光穩定劑在有機高分子文物保護材料改性中的應用[J].材料導報,2014(09):104-108.

[3]李倩,強洪夫.高分子材料老化表徵與分子模擬研究進展[J].高分子材料科學與工程,2010(01):170-174.