注：本文摘自《中國(guó)化工貿(mào)易》2014年01期，作者：陳言臣

　　【摘要】:現(xiàn)如今，高分子材料在日常生活中應(yīng)用十分廣泛，而影響高分子材料的環(huán)境因素較多，如光、電、氧、水等。如何延緩高分子材料的老化，延長(zhǎng)高分子材料的使用壽命備受科學(xué)界的關(guān)注和重視。本探討主要圍繞影響高分子材料的環(huán)境行為，高分子材料老化的表現(xiàn)，如何降低高分子材料的老化機(jī)理及現(xiàn)階段高分子研究發(fā)展動(dòng)態(tài)上，使人們對(duì)高分子材料有進(jìn)一步的了解。

　　【關(guān)鍵詞】:高分子材料、高分子的環(huán)境因素、老化變現(xiàn)、老化機(jī)理、高分子材料的研究進(jìn)展
 

　　所謂的高分子材料就是相對(duì)分子量較高的化合物構(gòu)成的材料。早在人類(lèi)文明發(fā)展開(kāi)始階段，高分子材料就被人們充分利用，利用蠶絲織布，用秸稈、木材造紙等；高分子材料發(fā)展歷史之久遠(yuǎn)，而發(fā)展至今——高科技時(shí)代，高分子材料在人們?nèi)粘Ｉ�活中更是比比皆是，如橡膠、塑料、涂料、纖維等。然而影響高分子材料的環(huán)境因素有很多，如日光照射，溫濕度，外部機(jī)械受力等，這些都不同程度導(dǎo)致了高分子材料的老化，縮短了使用壽命，雖然科學(xué)研究領(lǐng)域在高分子材料上有了實(shí)質(zhì)性的進(jìn)步和一定的效果，如各種光穩(wěn)定劑，抗氧化劑等產(chǎn)品，但這些也只能延緩高分子材料的使用壽命，仍不能完全杜絕高分子材料的老化，迄今高分子材料老化問(wèn)題仍是科學(xué)界無(wú)法攻克的難題。
 

　　一、影響高分子材料老化的環(huán)境因素

　　1.空氣中氧對(duì)高分子的影響

　　氧無(wú)處不在，而且屬于極活潑氣體，在高分子材料表面受到太陽(yáng)光照射后極易發(fā)生氧化反應(yīng)，像我們平時(shí)看到的銅綠，所謂的銅綠就是銅在光的照射下發(fā)生氧化反應(yīng)而形成表面的一層保護(hù)介質(zhì)。這樣的現(xiàn)象還有很多，并且為無(wú)法避免不可逆的，然而高分子材料和我們息息相關(guān)，在日常的加工、運(yùn)輸、使用過(guò)程中都不可避免的接觸氧，所以氧也是導(dǎo)致高分子材料老化的主要因素。

　　2.水和電對(duì)高分子材料的影響

　　由于高分子材料的分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)特殊，含有一種親和水性很好的物質(zhì)，在高分子材料遇到水后易破壞分子結(jié)構(gòu)而易被水解；高分子內(nèi)部的組織鍵對(duì)電的反應(yīng)更加敏感，一旦接通電源，分子就形成了大量不規(guī)則運(yùn)動(dòng)而劇烈反應(yīng)，有效的破壞了分子弱鍵，導(dǎo)致高分子材料失效電解游離。

　　3.太陽(yáng)光對(duì)高分子的影響

　　目前太陽(yáng)光是影響高分子材料老化的主要原因，而且是不可避免的，太陽(yáng)光中含有大量的紫外線，是最容易被高分子材料中的醛基和酮基所吸收，從而產(chǎn)生復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)；另一部分太陽(yáng)光中的紅外線，紅外線接觸高分子材料后，使得高分子材料吸收溫度迅速上升，這就加劇了高分子材料的熱老化性，從而降低了使用壽命。

　　4.外部作用——機(jī)械力對(duì)高分子材料的影響

　　高分子材料在使用過(guò)程中不可避免的接觸外部因素作用，外部作用在一定程度下導(dǎo)致了高分子材料的老化進(jìn)程。例如汽車(chē)輪胎，它屬于高分子材料橡膠，橡膠的突出特點(diǎn)是分子鏈柔性好，在外部車(chē)輪和車(chē)承載力的作用下，易發(fā)生較大程度的變形，由于它特殊的分子原理可迅速恢復(fù)，如果長(zhǎng)時(shí)間施加機(jī)械力，橡膠內(nèi)的分子鏈?zhǔn)艿狡茐陌l(fā)生變形導(dǎo)致龜裂，加速了高分子材料的老化過(guò)程。
 

　　二、高分子材料老化的具體表現(xiàn)

　　高分子材料老化顧名思義就是通過(guò)外部作用破壞了高分子內(nèi)部結(jié)構(gòu)，分子量變小，生成新的物質(zhì)或發(fā)生降解的過(guò)程。一般分為物理老化和化學(xué)老化，物理老化可逆轉(zhuǎn)比較好恢復(fù)，例如，一些高分子材料在外部壓力作用下產(chǎn)生變形，但去除外力后即可恢復(fù)原狀。還有一些高分子材料受潮后絕緣性降低，表現(xiàn)為失效，但干燥后即可利用�；瘜W(xué)老化就較復(fù)雜了，它是高分子內(nèi)部鍵和鍵之間發(fā)生的不可逆現(xiàn)象，較能控制和恢復(fù)。老化后的材料強(qiáng)度降低、韌性、穩(wěn)定性、耐熱性及顏色等各方面都出現(xiàn)不同程度的破壞和降低，影響其正常使用功能。高分子材料老化外觀主要表現(xiàn)為顏色變淡，出現(xiàn)斑點(diǎn)、龜裂、粉化等現(xiàn)象；內(nèi)部老化則表現(xiàn)為水解、電解、沖擊強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度等減低，從而達(dá)到高分子材料的疲勞極限，喪失其使用價(jià)值。
 

　　三、緩解老化的具體措施

　　現(xiàn)階段，研究高分子材料老化和抗老化問(wèn)題是一個(gè)實(shí)際關(guān)鍵性問(wèn)題，由于高分子材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，反應(yīng)條件成熟，反應(yīng)機(jī)理無(wú)法避免，所以對(duì)高分子研究領(lǐng)域內(nèi)還無(wú)法真正杜絕其老化現(xiàn)象，只能對(duì)老化做輔助性的延緩作用，從而增加高分子材料的使用壽命。

　　1.物理防護(hù)措施

　　物理防護(hù)就是應(yīng)用外部因素影響高分子的作用，它可以完全控制一般的物理老化，對(duì)實(shí)質(zhì)性的化學(xué)老化起到一定的延緩作用。例如，常年暴曬和雨淋的大棚塑料薄膜，經(jīng)日照后分子受熱發(fā)生氧化，促使透明度降低，薄膜脆化，如何延長(zhǎng)塑料薄膜的使用壽命，增大農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)效益，人們利用在薄膜上覆蓋草柵，降低塑料薄膜和日光接觸時(shí)間，從而達(dá)到了延長(zhǎng)塑料壽命的目的。其次，在高分子材料中加一種延緩劑、防老劑來(lái)增加抗老化機(jī)理。例如，機(jī)械設(shè)備一般都是用機(jī)械材料（鐵、銅、鋼等）通過(guò)鍵槽連接組成的一個(gè)具有規(guī)范運(yùn)動(dòng)的主體，但因長(zhǎng)期暴露在空氣中，設(shè)備表面經(jīng)�？吹戒P跡斑斑，影響了設(shè)備的美觀，人們就針對(duì)此現(xiàn)象發(fā)明了油漆，油漆涂在設(shè)備表面有效阻止了設(shè)備與空氣接觸的面積，起到了使之無(wú)法氧化的目的。像運(yùn)用物理方法保護(hù)高分子材料老化的現(xiàn)象還有很多，它成本低實(shí)施簡(jiǎn)單，現(xiàn)已被人們廣泛利用。

　　2.改變高分子本身易老化的特點(diǎn)

　　引起高分子材料老化的最主要原因是其本身的弱鍵或不飽和雙鍵，由于分子內(nèi)部存在弱鍵、不飽和鍵使得高分子材料特別不穩(wěn)定，易于和空氣中的氫鍵氧鍵發(fā)生反應(yīng)生成新的物質(zhì)，如改變其不穩(wěn)定鍵使之成為飽和鍵，那它抗老化性就大大增加。例如橡膠中的碳-碳鍵極易與空氣發(fā)生臭氧老化和光氧老化。針對(duì)這一現(xiàn)象，在橡膠中加入氯原子鍵，氯原子鍵有很好的吸附電子基功能，從而提高了橡膠的抗老化性。舉一反三，像這種在高分子材料中加入鍵基減少支鏈?zhǔn)蛊浞�(wěn)定，也是我們提高抗老化的有力措施。
 

　　四、結(jié)束語(yǔ)

　　隨著現(xiàn)代科技的進(jìn)步和經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域的復(fù)蘇，高分子材料的應(yīng)用越來(lái)越廣泛，對(duì)高分子材料的研究備受關(guān)注，對(duì)有效的降低高分子材料的老化性，合理的提高使用壽命是我們面臨的首要任務(wù)，雖然我們?cè)诓煌�領(lǐng)域取得了一些成績(jī)，但面對(duì)復(fù)雜浩瀚的高分子老化技術(shù)方面我們還需要再接再厲，同時(shí)也是對(duì)我們科技領(lǐng)域的巨大挑戰(zhàn)，我們對(duì)探究高分子領(lǐng)域的研究追求永無(wú)止境。
 

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