一,、高分子材料的特性
不同高分子材料或同一品種不同配方的高分子材料,，在大氣環(huán)境中耐老化性能是不一樣的。高分子材料本身存在弱點(diǎn)：首先,，高聚物本身分子結(jié)構(gòu)上存在的一些弱點(diǎn),，高分子是由許多結(jié)構(gòu)相同的鍵節(jié)，一個(gè)個(gè)地以化學(xué)鍵連接起來而組成的,，其穩(wěn)定性取決于鍵節(jié)結(jié)構(gòu),，即化學(xué)結(jié)構(gòu)。這是有機(jī)高分子容易老化的根本原因,?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)類似而老化性能差別懸殊的聚四氟乙烯和聚乙烯。由于前者形成C-F鍵結(jié)構(gòu)牢固,，而后者是C-H鍵結(jié)構(gòu),，氫原子的尺寸小，它在聚乙烯分子中不像氟原子那樣把碳鍵包圍住,。因此,，聚乙烯的耐老化性能比聚四氟乙烯差。其次,，在聚合和成型加工制造過程中,，引進(jìn)高聚物中的一些新弱點(diǎn)。第三,，除樹樹脂外,，其他組分存在的一些弱點(diǎn)。第四,，高分子材料中的微量雜質(zhì),。
為了提高高分子材料的抗老化能力，可利用加防老劑的方法來抑制光,、熱,、氧等因素對高分子材料的作用，從而提高了其在大氣環(huán)境中的耐老化性能,。
二,、大氣環(huán)境因素
高分子材料和制品在貯存和室內(nèi)使用中，老化過程主要以熱老化為主,。而在戶外條件下,，主要以光老化和光氧老化為主。老化過程的影響因素,，包括氣象因素,，化學(xué)因素和生物因素，主要是太陽光,、氧,、臭氧,、熱、水分以及霉菌等?，F(xiàn)分別對這些因素作簡要的分析,。
1、太陽光：大氣環(huán)境中太陽光區(qū)分布為：紫外光極少,，可見光占40%左右,，紅外光逝60%。太陽光的光波能量,，隨波長不同而異,，波長愈短，能量愈大,。波長與光能量的關(guān)系如表1所示,。（該環(huán)境因素可以采用紫外老化試驗(yàn)箱模擬）
表1波長與光能量的關(guān)系
| 波長（nm） | 200 | 290 | 300 | 340 | 350 | 400 | 500 | 600 | 700 |
| 光能量（ KJ/mol） | 600 | 418 | 397 | 352 | 340 | 297 | 239 | 197 | 170 |
從表1中可見，到達(dá)地面的太陽紫外光雖然很少,，但它光能量卻很大,，對許多高分子材料的破壞性很大。因?yàn)?，從能量觀點(diǎn)來看,，高聚物分子結(jié)合的鍵能多數(shù)在250~ 500KJ/mol的范圍內(nèi)，如表2所示,。
由此可見，短波紫外線,，如300nm的紫外線的光能量達(dá)397KJ/mol,，這個(gè)能量能切斷許多高聚物的分子鍵或者引發(fā)其發(fā)生光氧化反應(yīng)。
表2一些常見化學(xué)鍵的鍵強(qiáng)度
| 化學(xué)鍵 | 鍵強(qiáng)度（KJ/mol） | 化學(xué)鍵 | 鍵強(qiáng)度（ KJ/mol） |
| C-C | 339 | C-Cl | 327 |
| C-O | 364 | C-F | 498 |
| C-H | 415 | O-H | 460 |
| C-N | 285 | N-H | 352 |
| C-S | 276 | S-H | 364 |
如表3所示,，不同分子結(jié)構(gòu)的高聚物,，對于紫外線的吸收是有選擇性的，并非任何波長的紫外線都能吸收,，這稱為材料的光敏性,。
由于高分子聚合物的光老化性質(zhì)，紫外線對高分子材料性能影響很大,，是引起材料老化的主要因素,。而太陽的紅外線對高分子材料老化亦有重要影響，因材料吸收紅外線后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，加速材料的老化,。在一定條件下，也能引發(fā)某些高聚物的降解以及對含顏料的高分子材料起破壞作用,。
在我國廣州經(jīng)實(shí)測全年的太陽分光能量值如表3所示,。
表3某些高聚物zui敏感的波長
| 高聚物 | zui敏感波長（ nm） | 高聚物 | zui敏感波長（nm） |
| 聚酯 | 325 | 聚碳酸酯 | 280 ~ 305和330 ~ 360 |
| 聚苯乙烯 | 318 | 聚甲醛 | 300~ 320 |
| 聚乙烯 | 300 | 聚甲基丙烯酸甲酯 | 290～315 |
| 聚丙烯 | 300 | 氯乙烯醋酸乙烯共聚物 | 327和364 |
| 聚氯乙烯 | 320 |
|
|
表4在廣州的太陽分光能量值
| 光區(qū) | 紫外光 | 可見光 | 紅外光 |
| 量波長（nm） | 300—400 | 400—700 | 700~ 1200 |
| 能量值（MJ/m2．a） | 258.00 | 1810.7 | 1987.0 |
2,、氧和臭氧：氧是活潑的氣體，高分子材料的加工,、貯存與使用過程中,，不可避免地要與氧接觸，在光的引發(fā)或熱的參與下進(jìn)行氧化反應(yīng),，而引起老化,，使高分子材料受到破壞。另外,，大氣中的臭氧對高聚物的作用同氧一樣,，主要是起氧化反應(yīng)。大氣中臭氧濃度隨地區(qū),、大氣層高度,、季節(jié)和氣象條件如雷雨的影響不同而有一定的變化。臭氧的化學(xué)活性比氧高得多,，這是因?yàn)槌粞醯姆€(wěn)定性比氧分子小得多,，引起其分解的zui小能量比氧小4.5倍。即
O3一O2+[O]+101.7KJ/mol
臭氧分解生成的原子態(tài)氧的活性比氧要高得多,，因而對高分子材料的破壞性比氧更大,。（該環(huán)境因素可以采用臭氧老化試驗(yàn)箱模擬）
3、溫度和氣溫交變：空氣的溫度并不很高,，在夏天,，我國許多地區(qū)的zui高溫度是37~
氣溫會(huì)隨地區(qū)和季節(jié)而變化,，日夜之間也有溫差,。這種溫度交變的結(jié)果，對某些高分子材料的老化產(chǎn)生一定影響,。例如,，由于溫度交變的作用，而使漆膜熱脹冷縮，形成內(nèi)應(yīng)力的變化,，導(dǎo)致漆膜變形,，降低附著力，甚至使漆膜脫落,。（該環(huán)境因素可采用高低溫交變濕熱試驗(yàn)箱模擬）
4,、水和相對濕度：在大氣環(huán)境中，水對高分子材料的作用表現(xiàn)為降水（雨,、雪,、霜、冰,、霧）,、潮濕、凝露等多種形式的作用,。降雨能使戶外使用的材料表面的灰塵沖洗掉,，使其受太陽光的照射更為充分，從而利于光老化的進(jìn)行,。雨水,，特別是凝露形的水膜，能滲入材料內(nèi)部,，加速材料的老化,。水是引起漆膜起泡的根本原因。然而,，應(yīng)當(dāng)指出,，水分對某些高聚物亦能起增塑作用，在一定條件下,，它不但不起加速老化的作用,，反而起延緩老化的作用。
大氣相對濕度的高低,，對高分子材料老化速度也有一定的影響,。一般說來,，相對濕度大,，會(huì)加速材料的老化。例如,，低壓聚乙烯在濕度大的地區(qū)就比濕度小的地區(qū)老化顯著,。另外，大多數(shù)非金屬材料,，都具有吸濕性,，其吸濕量未達(dá)到飽和前，將隨著濕度增大而增大,。（該環(huán)境因素可采用恒溫恒濕試驗(yàn)箱模擬）
5,、霉菌：在熱帶和亞熱帶地區(qū),，由于溫濕度易于霉菌的生長和繁殖。某些高分子材料,，發(fā)生長霉的現(xiàn)象比較多,。導(dǎo)致霉菌生長的主要因素，主要是高分子材料體系內(nèi)的一些增塑劑及油脂類化合物等,，特別是含脂肪酸結(jié)構(gòu)的化合物感染性大,。它們因霉菌的分泌物引起分解而轉(zhuǎn)化為醇類、有機(jī)酸等物質(zhì),，為霉菌提供了養(yǎng)料,，從而使霉菌得以寄生和繁殖。試驗(yàn)證明：許多樹脂如聚乙烯,、聚苯丙烯對于霉菌的感染性是很小的,；聚氯乙烯、三聚氰胺樹脂,、聚氨酯,、環(huán)氧樹脂等，即使長霉也很輕微,。（該環(huán)境因素可以采用霉菌試驗(yàn)箱模擬）
(空格分隔,最多3個(gè),單個(gè)標(biāo)簽最多10個(gè)字符)
員.png)
14
立即詢價(jià)
您提交后，專屬客服將第一時(shí)間為您服務(wù)