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    高分子材料老化定义和现象知识普及

    文章出处: 责任编辑:黄瓜直播视频免费下载仪器 发表时间:2014-10-13
     
     
     
    随着科学技术的飞速发展,现代汽车制造材料的构成发生了很大的变化,金属等传统材料的比例下降,而高分子合成材料的使用则与日俱增。高分子材料大受青睐的原因是其具有原料来源丰富、价格便宜、性能优异、用途广泛、质量轻、易塑形等优点;但是,同时也有着容易因为老化而导致刚性差,易碎,寿命较短等缺陷。由于高分子材料所固有的特征,如何采取积极的防护措施减少材料的老化,延长产品使用寿命就成为人们关注的话题,本文着重介绍材料老化试验,以便通过选择适当的测试方法了解材料的老化性能,确定高分子材料老化防护的措施。
    一、老化的定义
    老化是指随着时间的推移,在材料中持续发生着各种可逆或不可逆的物化变化。通俗地讲,老化就是聚合物材料的性能由好变坏的一个过程。老化有物理老化和化学老化两种类型,理老化是不涉及聚合物分子结构的变化,仅是由于物理作用而发生的可逆性的变化;化学老化指聚合物在加工,贮藏,运输和使用过程中,要经受各种外界环境因素,如热、光照、臭氧、湿热、空气污染物、机械应力、高能辐射以及聚合物本身内在因素的影响,使聚合物的性能下降的不可逆的变化。
    二、老化的现象
    老化的现象由于聚合物的种类不同,使用条件各异,因而会有不同的老化现象和特征,老化现象归纳起来有以下四种情况:
    1、外观的变化。出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化、发粘、翘曲、鱼眼、起皱焦烧、光学畸变以及光泽颜色的变化。
    2、物理性能的变化。溶解、溶胀性、流变性能以及耐寒、耐热、耐光、透水、透气等性能的变化。
    3、力学性能的变化。抗张强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、压缩强度、抗疲劳性能、定伸变形、伸长率、可塑性能、应力松弛、蠕变等性能的变化。
    4、电性能的变化。表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度的变化。


    高分子材料老化定义


    三、影响老化的因素
    1、外在因素
    (1)氧
    氧在橡胶中和橡胶分子发生游离基链锁反应,分子链发生断裂或过度交联,弓i起橡胶性能的改变。氧化作用是橡胶老化的重要原因之一。
    (2)臭氧
    臭氧的化学活性比氧高得多,破坏性更大,它同样是使分子链发生断裂,但臭氧对橡胶的作用情况随橡胶变形与否而不同。当作用于变形的橡胶(主要是不饱和橡胶)时,出现与应力作用方向垂直的裂纹,即所谓“臭氧龟裂”;作用于变形的橡胶时,仅表面生成氧化膜而不龟裂。
    (3)热
    提高温度可引起橡胶的热裂解或热交联。但热的基本作用还是催化作用。提高氧扩散速度和活化氧化反应,从而加速橡胶氧化反应速度,这是普遍存在的一种老化现象——热氧老化。
    (4)光
    光波越短、能量越大。对橡胶起破坏作用的是能量较高的紫外线。紫外线除了能直接引起橡胶分子链的断裂和交联外,橡胶因吸收光能而产生游离基,引发并加速氧化链反应过程。
    (5)机械应力
    在机械应力反复作用下,会使橡胶分子链断裂生成游离荃,引发氧化链反应,形成力化学过程。另外,在应力作用下容易引起臭氧龟裂。
    (6)水分
    水分的作用有两个方面:橡胶在潮湿空气淋雨或浸泡在水中时,容易被破坏,这是由于橡胶中的水溶性物质和清水基团等成分被水抽提溶解。特别是在水浸泡和大气曝露的交替作用下,会加速橡胶的破坏。但在某种情况下水分对橡胶则不起破坏作用,甚至有延缓老化的作用。
    (7)其他
    对橡胶的作用因素还有化学介质(油、试剂、化学药品等)、变价金属离子、高能辐射、电和生物等。
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