老化(化學名詞)
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化學名詞心理學名詞
在高分子材料的使用過程中, 由於受到熱、氧、水、光、微生物、化學介質等環境因素的綜合作用, 高分子材料的化學組成和結構會發生一系列變化, 物理性能也會相應變壞, 如發硬、發粘、變脆、變色、失去強度等, 這些變化和現象稱為老化, 高分子材料老化的本質是其物理結構或化學結構的改變。
基本介紹
中文名：老化外文名：Ageing釋義：材料逐漸變壞喪失價值的現象是否可逆：一種不可逆的變化老化對象：高分子材料受力：內外因素的綜合作用
簡介,老化原因,環境影響因素,預防措施,
簡介高分子材料包括塑膠、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和塗料等。其中被稱為三大合成高分子材料的塑膠、合成纖維和合成橡膠, 已在航空、汽車、船艦、基礎構建、軍用品等不同領域有著越來越廣泛的套用。然而,高分子材料在加工、貯存和使用過程中, 在光、熱、水、化學與生物侵蝕等內外因素的綜合作用下, 產生降解,表現為性能逐漸下降, 從而部分喪失或喪失其使用價值, 這種現象就是老化。高分子材料的老化已成為一個非常重要的問題,實際造成的危害要比人們想像的嚴重得多, 尤其是在苛刻環境條件下, 常導致設備過早失效、材料大量流失, 不但在經濟上受到很大損失, 導致資源的浪費, 甚至因材料的失效分解造成對環境的污染。老化原因發生老化的原因主要是由於結構或組分內部具有易引起老化的弱點，如具有不飽和雙鍵、過氧化物、支鏈、羰基、末端上的羥基，等等。外界或環境因素主要是陽光、氧氣、臭氧、熱、水、機械應力、高能輻射、電、工業氣體（如二氧化碳、硫化氫等）、海水、鹽霧、黴菌、細菌、昆蟲，等等。環境影響因素3.1 溫度影響溫度升高, 高分子鏈的運動加劇, 一旦超過化學鍵的離解能, 就會引起高分子鏈的熱降解或基團脫落。3.2 濕度的影響濕度對高分子材料的影響可歸結於水分對材料的溶脹及溶解作用, 使維持高分子材料聚集態結構的分子間作用力改變, 從而破壞了材料的聚集狀態, 尤其對於非交聯的無定形聚合物, 濕度的影響極其明顯, 會使高分子材料發生溶脹甚至聚集態解體, 從而使材料的性能受到損壞; 對於結晶形態的塑膠或纖維, 由於存在水分滲透限制, 濕度的影響不是很明顯。3.3氧氣的影響氧是引起高分子材料老化的主要原因, 由於氧的滲透性, 結晶型聚合物較無定型聚合物耐氧化。氧首先進攻高分子主鏈上的薄弱環節, 如雙鍵、羥基、叔碳原子上的氫等基團或原子, 形成高分子過氧自由基或過氧化物, 然後在此部位引起主鏈的斷裂, 嚴重時,聚合物分子量顯著下降, 玻璃化溫度降低, 而使聚合物變粘, 在某些易分解為自由基的引發劑或過渡金屬元素存在下, 有加劇氧化反應的趨勢。3.4 光老化聚合物受光的照射, 是否引起分子鏈的斷裂,取決於光能與離解能的相對大小及高分子化學結構對光波的敏感性。由於地球表面存在臭氧層及大氣層, 能夠到達地面的太陽光線波長範圍為290nm ～4300nm之間, 光波能量大於化學鍵離解能的只有紫外區域的光波, 會引起高分子化學鍵的斷裂。3.5 化學介質的影響化學介質只有滲透到高分子材料的內部, 才能發揮作用, 這些作用包括對共價鍵的作用與次價鍵的作用兩類。共價鍵的作用表現為高分子鏈的斷鏈、交聯、加成或這些作用的綜合, 這是一個不可逆的化學過程; 化學介質對次價鍵的破壞雖然沒有引起化學結構的改變, 但材料的聚集態結構會改變, 使其物理性能發生相應改變。3.6 生物老化聚合物材料長期處於某種環境中, 由於微生物具有極強的遺傳變異性, 會逐步進化出能夠分解利用這些高聚物的酶類, 從而能夠以其為碳源或能源生長, 儘管降解速率極低, 但這種潛在危害是確實存在的, 但對於某些高分子包裝物, 使用後卻希望其能夠迅速被生物降解。預防措施4.1濕度聚酯、聚縮醛、聚醯胺和多糖類高聚物在酸或鹼催化下, 遇水能夠發生水解, 在空氣污染嚴重,頻繁產生酸雨的地域, 這類高分子材料的使用會受到限制。如能夠在這類材料的表面覆蓋一層防水薄膜, 就可降低甚至避免水解老化現象的發生。4.2 氧在高聚物加工過程中, 加入胺類抗氧化物、酚類抗氧化物、含硫有機化合物和含磷化合物, 它們能夠與過氧自由基迅速反應, 而使連鎖反應提早終止。4.3 光老化在材料的加工過程中, 如果加入光穩定劑, 可以避免材料的老化降解。根據作用機理, 這類光穩定劑包括光禁止劑、紫外吸收劑、淬滅劑和自由基捕捉劑。
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