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高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是由相对分子质量较高的化合物构成的材料，包括高分子、塑料、纤维、涂料、胶粘剂和高分子基复合材料，高分子材料自身的性能较好，被广泛的应用在各行各业中，但是由于高分子材料在生产或储存的过程中，容易产生一些物理或化学变化，导致材料老化，性能降低，造成无法使用。
本文主要通过分析高分子材料产生的老化问题，并探讨防治高分子材料老化的一些措施。
标签：高分子材料；老化问题；预防对策由于高分子材料具有其独特的优势，已被广泛地运用于国民经济和日常生活的许多领域。
它是高科技和国家经济支柱产业中不可或缺的材料，也是重要的战略储备物资。
高分子材料在生产和使用的过程中，其无法避免地会在不同程度上发生老化现象。
随着高分子材料的种类、用量的增加和极端使用条件的扩大，其老化问题日益突出，因而对其老化规律、老化机理和防老化的研究也变得日益重要。
本文主要针对其发生老化的原因进行讨论，找出预防老化的相应对策。
一、高分子材料的老化（一）高分子材料老化的表现1、由于高分子材料品种不同，使用条件各异，因而有不同的老化现象和特征。
对于高分子制品来说，生胶经久贮存时会变硬、变脆或者发粘；高分子薄膜制品（如雨衣、雨布等）经过日晒雨淋后会变色，变脆以至破裂；在户外架设的电线、电缆，由于受大气作用会变硬、破裂，以至影响绝缘性；汽车轮胎和飞机轮胎使用日久后会发生龟裂；在实验室中的胶管会变硬或发粘；有些高分子制品还会受到霉菌作用而导致破坏等等。
农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降；航空有机玻璃用久后出现银纹、透明度下降；2、高分子材料老化发生的变化：首先是外观的改变，出现斑点、裂缝、污渍、喷霜、银纹、发粘、粉化、起皱、翘曲、焦烧、收缩、光学颜色的变化以及光学畸变。
其次是使用方面的改变，使用方面的改变又包括物理性能改变，流变性能、溶胀性、溶解性、耐寒性以及耐热、透气透水等性能的变化。
还有力学性能发生改变，相对伸长率、弯曲强度、拉伸强度、冲击强度、应力松驰、剪切强度等性能的变化。
高分子材料老化机理高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。
老化是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。
担是人们可以通过对高分子老化过程的研究，采取适当的防老化措施，提高材料的耐老化的性能，延缓老化的速率，以达到延长使用寿命的目的。
（1）发和老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等。
外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体（如、、、等）、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。
从结构上的原因来说，聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因为C—F键的键能比C—H键的键能大，它起着保护碳链的作用。
聚丙烯不如聚乙烯耐老化，这是因为聚丙烯的碳链上有甲基，甲基碳原子上的氢原子比较容易脱去。
由于聚酰胺链上有羧基，聚酯纤维中的酯键容易水解，因此也容易老化。
又如二烯烃聚合的橡胶中含C=C双键，容易发生热氧老化、光氧老化、臭氧老化。
由于橡胶常在应力条件下使用，比较容易发生臭氧龟裂，因此臭氧老化是橡胶老化的主要原因。
氯丁橡胶由于含有吸电子基的氯原子，因而较耐老化。
聚合物由于结构上的弱点而在一定外界条件下发生的各种老化现象如前所述。
有的聚合物没有上述情况也会发生老化，如受到辐射特别是高能辐射时，化学键就会发生断裂，即使是近紫外光辐射也能足够打开一般的单键（C—H、O—H 那样的强键除外）。
（2）防止老化的措施从发生老化的原因来看，一个主要原因是在高分子结构本身。
因此，改善高分子的结构以提高老化的能力是很重要的。
例如，橡胶在硫化以后，依然存在着不饱和双键，而橡胶制品在使用时又难于避免日光、氧气、臭氧等的侵蚀，所以人们研究合成新的品种就应避免或大大减少橡胶的高分子链上的双键。
当纳塔①等人用络合催化剂定向聚合了聚乙烯以后，他们就预测可以用乙烯和丙烯两种单体经共聚制成弹性体，后来，果然合成了二元乙两橡胶，乙丙橡胶区别于其他合成橡胶在结构上的一大特点就是主链中不含双键，完全饱和，使它成为最耐臭氧、耐化学品、耐高温的耐老化橡胶。
高分子材料老化机理及防治方法探讨高分子材料是一种具有重要应用价值的材料，它具有良好的工程性能和广泛的用途。
随着使用时间的增加，高分子材料可能会发生老化现象，导致材料性能下降甚至失效，从而影响产品的使用寿命和安全性。
本文将重点探讨高分子材料老化的机理及防治方法。
一、高分子材料老化的机理高分子材料老化是由于材料内部结构的改变和分子链的断裂所致。
主要包括热老化、光老化、氧化老化、湿热老化等几种类型。
1. 热老化高温对高分子材料的影响主要表现为分子链振动增加，分子间相互作用减弱，导致材料的强度和韧性下降。
高温还会促进氧化反应的进行，导致材料发生氧化老化。
高分子材料在阳光照射下容易发生光老化，主要表现为材料表面发生变色、发黄、龟裂等现象。
这是因为紫外光和可见光能够引发高分子材料的自由基反应，导致分子链断裂和交联反应，从而使材料性能下降。
氧气是高分子材料的一种主要老化因素，它能够与材料中的双键结构发生氧化反应，导致材料发生老化。
氧气还能够引发自由基反应，响应材料的老化过程。
高分子材料在潮湿环境下容易发生湿热老化，导致材料失去原有的强度和硬度。
湿热老化的主要机理包括水分分解、水解裂解、水解引起的氢键断裂等。
针对高分子材料老化的机理，可以采取一些防治措施，延缓材料老化的发生，提高材料的使用寿命和安全性。
1. 添加抗氧化剂向高分子材料中添加抗氧化剂是一种常见的防治方法，抗氧化剂能够有效地阻止或减缓氧化反应的进行，延缓材料老化的发生。
常用的抗氧化剂有羟基类、磷酸酯类、硫醇类等。
2. 添加紫外吸收剂对于易于发生光老化的高分子材料，可以向材料中添加紫外吸收剂，能够有效地吸收紫外光，阻止或减缓光老化的进行，延缓材料的老化。
3. 添加热稳定剂4. 降低材料暴露于老化环境中的时间和强度在实际使用中，可以通过避免或减少高分子材料暴露于老化环境中的时间和强度，延缓材料的老化。
在室外环境下使用的高分子材料制品，可以通过采取罩棚、遮阳等措施，减少材料的暴露时间和强度。
高分子材料的老化及防老化研究【摘要】高分子材料在应用过程中会发生老化现象，影响其性能和使用寿命。
对高分子材料的老化及防老化研究变得至关重要。
本文首先介绍了老化机理的研究，探讨了高分子材料常见的老化方式，并分析了影响老化的因素。
接着讨论了各种防老化方法，包括添加稳定剂、控制材料制备、采用新型防老化技术等。
还介绍了材料老化测试方法，如人工加速老化试验、实地暴露试验等。
展望了高分子材料的老化及防老化研究的前景，提出了未来研究方向和挑战。
通过本文的研究，可以为高分子材料的设计、生产和应用提供一定的指导，促进材料科学领域的发展。
【关键词】高分子材料、老化、防老化、研究、机理、方式、方法、测试、技术、展望、挑战、未来1. 引言1.1 高分子材料的老化及防老化研究的重要性高分子材料在日常生活和工业生产中被广泛应用，如塑料制品、橡胶制品、涂料等，但随着时间的推移，高分子材料会出现老化现象，导致其性能下降，甚至失效。
研究高分子材料的老化及防老化对于延长材料的使用寿命、提升产品质量至关重要。
高分子材料的老化是一个复杂且持续的过程，涉及化学、物理、力学等多方面因素。
了解老化机理有助于预测材料的寿命，并采取相应的防护措施。
分析常见的老化方式如光热氧老化、臭氧老化等，有助于提高材料的抗老化性能。
通过探讨防老化方法，可以有效延缓高分子材料的老化速度，如添加抗氧化剂、紫外吸收剂等。
对材料老化测试方法的介绍和新型防老化技术的研究也是解决老化问题的关键。
展望未来，高分子材料的老化及防老化研究将持续深入，为材料科学领域的发展提供新的思路和突破口，但也面临着挑战，需要不断改进和创新。
2. 正文2.1 老化机理研究高分子材料的老化是指在长期使用或储存过程中，受到外界环境因素的作用而发生结构和性能的逐渐变化的过程。
老化过程是一个复杂的物理化学过程，通常会导致高分子材料的力学性能、光学性能、热学性能等各方面的性能逐渐下降。
了解高分子材料的老化机理是进行防老化研究的基础。
浅析高分子材料的老化及防护摘要：高分子材料因为具有质量轻、耐腐蚀、成本低等特点而被广泛应用于建筑、汽车、航天等领域，但由于容易老化变质的缺点限制了其进一步发展。
本文系统地阐述了高分子材料的各种老化现象，并总结了相应的防护措施，以促进其在各领域的进一步发展。
关键词：老化现象；老化因素；防老化措施；Abstract：Macromolecule is widely used in the fields of construction, automobile and aerospace because of its characteristics of light weight, corrosion resistance and low cost.However, the aging of macromolecule limits its fur-ther development. This article systematically describes the various aging phenomena of macromolecule and summa-rizes the corresponding protective measures to promote its further development in various fields.Keyword：aging phenomenon; aging factors; aging preventive measures;高分子材料1 高分子材料的老化高分子材料在加工、使用和贮存过程中，因为受到热、光、氧和机械力等因素的影响而导致性能变差，如弹性降低、颜色变化、强度降低等，这种现象称为高分子材料的老化（图1）。
图1 塑料制花盆老化引起开裂现象Fig.1 Aging caused by plastic pot cracking phenomenon引起高分子材料老化的因素主要分内在和外在两种。
文章编号：1009-6825（2006）01-0179-02高分子材料的老化性能研究收稿日期：2005-09-27作者简介：谭晓倩（1978-），女，大连理工大学土木水利学院材料学专业硕士研究生，太原理工大学阳泉学院，山西阳泉045000史鸣军（1976-），男，工程师，大连亿达建筑工程有限公司，辽宁大连116000谭晓倩史鸣军摘要：主要综述了高分子材料老化机理及目前国内外各种高分子材料老化试验研究方法。
并在现有的基础上，对高分子材料将来的研究进行了展望。
关键词：高分子材料，老化试验，老化机理中图分类号：T U 502文献标识码：A引言自20世纪提出高分子材料概念以来，高分子材料在短短几十年间已取得惊人的进展。
由于高分子材料具有质量轻、强度高、抗腐蚀性能好，有很好的保护性能，无论是在超高温的工程技术，还是超低温的冷冻技术，也不管是太空的宇航，还是大海的深潜，都离不开高分子材料。
但由于物理、化学、生物霉菌、加工成型方法、组成高分子材料的基本成分、高分子化学结构、聚集态结构及配方条件等往往会导致高分子材料的老化。
高分子的老化失效问题已成为限制高分子材料进一步发展和应用的关键问题之一［1-3］。
目前老化研究主要集中在探讨这些材料老化的规律、机理以及环境因素对材料老化的影响等方面，并取得了一些有价值的结果。
1高分子材料的老化特征高分子材料的老化现象归纳起来有下列4种变化［4］：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、收缩、焦烧、光学畸变以及光学颜色的变化；2）物理性能的变化：包括溶解性、溶胀性、流变性能以及耐寒、耐热、透水、透气等性能的变化；3）力学性能的变化：包括张力强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松弛等性能的变化；4）电性能的变化：如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。
2高分子材料老化机理2.1游离基反应机理研究表明，高分子材料在光、热和氧共同作用下，老化是一个自动催化过程，主要是按照游离基反应过程进行：链的引发：R H —R・R H +O 2—R ・+H O 2・R ・+O 2—R O 2・链的增加和传递：R O 2+RH —R O O H +R ・R O O H —R O ・+・O HR O O H +R H —R O ・+R ・+H 2O R O ・+R H —R O H +R・链的终止：R ・+R・—R —R R ・+R O 2・—R O O R R O 2・+R O 2・—R O O R +O 2链的阻化：R O O ・（R O ・H O ・等）+A H —R O O H+A ・（A H 为抗氧剂）2.2离子—分子机理这种机理认为聚氯乙烯分解脱H C l 反应的引发，起因在于C —C l 极性键及邻近受其能量活化的C—H 键，使相邻的碳原子上的氢带上部分正电荷，于是在静电吸引力作用下，形成了活化环状体，发生电子的转移，脱出H C l 和在主链上形成双键。
高分子材料的抗老化措施分析摘要：高分子材料具有性能优异的特点，市场占有率也逐步提高，应用范围也很广，很多领域都有使用。
然而，由于光照、湿度和温度等外部因素的影响，高分子材料的物理特性和结构容易产生变化，导致老化。
为了进一步提升高分子材料的抗老化效果，必须充分了解影响老化的因素，分析老化机理和老化过程，从而提升高分子材料的高性能，推广高分子材料的应用，提升行业水平。
关键字：高分子材料；老化；预防措施1高分子材料1.1.高分子材料的概念高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基础，再加入其他添加剂而最终形成的一种材料。
高分子材料有着非常广泛的应用范围，无论是生产日常用品还是生产高科技产品，高分子材料都发挥了作用。
因此，材料领域的发展过程中，高分子材料是最快的。
使用高分子材料过程中，会因为外界环境和化学介质的综合作用，而改变了高分子材料的化学结构，最终产生了物理结构的变化，如材料变硬、变脆、发粘、变色等等。
这些都是高分子材料的老化，而老化的实质就是物理化学性质发生了变化。
1.1.高分子材料的优势按照材料的来源分类，高分子材料可以分为天然高分子材料和合成高分子材料。
天然高分子材料，如天然纤维和天然橡胶等，是可以直接从自然界获得并使用的高分子材料。
合成高分子材料是一种合成聚合物，种类更为广泛，可分为合成橡胶、合成纤维和塑料。
天然高分子材料或合成高分子材料两者都具有其他材料所不具备的稳定分子量的优点。
高分子材料具有许多其他材料无法代替的优点，比如：材料质量轻，实用且方便运输；强度高，高强度高分子材料的强度比钢的强度更高，是一种强度高、重量轻的材料；导热系数低，绝缘效果理想；化学稳定性和耐腐蚀性高，一般的酸、碱、盐或油脂都无法腐蚀材料；韧性、拉伸性好；具有良好的电气绝缘性；耐磨性极佳，一些高分子材料在摩擦时具有很强的耐磨性。
2引起高分子材料老化的因素在实际生产生活中，引起高分子材料老化的因素有很多。
2.1从物理的角度来讲辐射、光照、电、温度过高、外力等因素都会使高分子材料出现老化，光照和辐射会引起高分子材料的分子结构发生改变，温度和热度的升高都容易加重高分子材料散热的难度，促使高分子材料出现老化现象。
高分子材料的老化及防老化研究高分子材料是一类很重要的材料，可以广泛地应用在建筑、医疗和电子等各个领域。
然而，高分子材料在使用过程中会受到环境的影响，导致老化和性能下降，因此要进行防老化研究。
高分子材料的老化主要分为物理老化和化学老化两种。
物理老化是由于外界环境的影响，比如紫外线、温度、潮湿、氧化等，导致高分子材料的强度、耐磨性、耐腐蚀性等性能下降。
化学老化则是由于高分子材料分子结构中存在的部分固有缺陷，如极端分子量分布、官能团不稳定等问题导致的性能下降。
针对以上问题，防老化技术不断发展。
一种有效的防老化方法是添加防老化剂。
防老化剂可以在高分子材料暴露在外部环境的同时保护其结构不受到伤害。
常用的防老化剂有抗氧化剂、紫外线吸收剂、臭氧抗剂等，它们可以抑制自由基的产生、吸收紫外线等有害物质，从而保障高分子材料的持久稳定性能。
另外，制备过程中的改变也可有效地防止高分子材料的老化，如改变溶剂的挥发速度、控制聚合温度、添加共聚物等。
这些改变可以影响分子链的存储模式，从而控制分子链之间的相互作用，提高高分子材料的老化阻力。
总之，防老化技术是一项很重要的研究领域，对延长高分子材料的使用寿命、提高节能减排有着至关重要的作用，我们需要不断地探索和发展新的方法和技术，以满足实际应用的需求。
高分子材料的老化及防老化研究作者：邵杰来源：《科技风》2020年第05期摘要：在我国室外工程中，高分子材料的应用非常普遍。
但是由于室外温度、湿度的变化，使得高分子材料容易随着时间的推移而老化。
这种老化的过程是外观、性能的逐渐改变，通过对高分子材料的老化现象进行分析，从而提出高分子材料防老化的措施，對解决高分子老化现象有着一定的现实意义。
关键词：高分子材料;老化;防老化一、高分子材料老化高分子材料老化是随着时间推移的正常现象，可以是电性能、力学性能、物理性能的变化，也有可能是外观的变化。
我们要研究高分子老化现象，就必须对老分子老化的原理进行分析。
①电性能老化。
电性能老化主要指的是电学性能下降，如表面电阻下降、体积电阻下降、电常数下降等。
②力学性能老化。
力学性能老化是指的力学性能中剪切力、冲击力的降低，以及拉伸强度和弯曲强度的降低等情况。
③物理性能老化。
物理性能老化主要是材料的溶解性降低，流变性降低等情况，材料会发生耐寒性和透水性的改变等。
④外观老化。
外观老化主要是高分子材料外观的改变，如经过长年累月的日晒会导致材料变色、变脆，玻璃制品使用时间过长则会出现一定的纹路等。
一般外观的改变主要是收缩、变色、裂纹、皱纹、斑点、霉渍等。
由于高分子材料老化是必然现象，我们必须找出高分子材料老化的原因，才能有针对性的提出预防老化的措施。
二、高分子材料老化的原因分析高分子材料老化主要是内部因素还有外部因素对高分子产生的影响。
①内部因素。
高分子材料老化的内部因素主要是物理形态、化学结构等变化产生的影响。
高分子材料是由一些有序和无需的分子键组成的物理形态，形成结晶区和非结晶区。
由于不是同一的形态，会导致结构形态不一致，因此在外部环境的影响下这些物理结构会逐渐发生变化，最终让高分子材料老化。
高分子材料老化是由化学结构特殊的组成因子造成的，由于高分子材料内部存在弱键，很容易随着环境的变化而产生自由基，这些自由基随着时间的推移会让高分子材料老化。
高分子材料的老化及防老化研究随着高分子材料的广泛应用，其老化问题也引起了广泛关注。
高分子材料的老化是指在使用过程中，由于各种外部因素的影响，导致高分子材料的结构和性能发生变化的过程。
这种变化可能表现为材料的分子结构的变化、物理性质的变化、表面性质的变化等等。
这些变化都会对材料的使用寿命和使用效果产生重要影响，因此，对高分子材料老化以及防老化的研究具有重要意义。
高分子材料的老化过程非常复杂，其主要包括氧化老化、热老化、光老化、湿度老化、振动老化、微生物引起的老化等多种形式。
其中，氧化老化是最常见的一种老化方式。
氧化老化主要是由于环境中的氧气与高分子材料中的氧化物、或含氧基团反应，产生自由基和过氧化物，导致高分子材料的结构断裂和物理性质的变化。
热老化是指高分子材料在高温环境下的老化过程，这种老化方式可能导致分子链断裂、材料变脆、抗张强度下降等问题。
光老化则是由于材料中的一些化学成分受到紫外线辐射而产生的化学反应而引起的材料老化。
湿度老化则是由于材料中含有的水分进入并影响材料结构和性能产生的一种老化方式。
振动老化是由于高分子材料长期受到振动而导致疲劳破坏。
微生物引起的老化是由生物微生物的产生和生长导致材料结构和性能变化的一种方式。
为了延长高分子材料的使用寿命，需要对其进行有效的防老化措施。
一方面，可以通过改进高分子材料的化学结构和制备工艺来提高其抗老化性能。
例如，在材料设计阶段考虑到各种老化因素可能产生的影响，采取合理的化学结构设计和材料合成方法，从而减少材料结构的脆性破坏。
另一方面，可以通过控制材料使用环境，使其暴露在不利的氧化或热环境中的时间尽可能短，并且避免材料与其他化学物质反应。
例如，经常使用高温、高湿和多尘的环境会对高分子材料产生不利影响，因此可以尽可能减少材料在这些环境下的使用时间。
此外，还可以采用特殊的防老化处理方法，如添加抗氧化剂、紫外线吸收剂、湿度防护剂、抗振动剂等化学添加剂来提高材料的抗老化能力。
