【干货】造成高分子材料老化的原因到底是什么?
高分子材料包括塑料、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。由于其具有优于传统结构材料的许多潜在性能,使得它们在军民品领域的用途越来越广。
但是在加工、贮存和使用过程中, 由于受到光、热、氧、水、高能辐射、化学以及生物侵蚀等内外因素的综合作用,高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化,物理性能也会相应改变,如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等,这种现象就是高分子材料的老化 。
高分子材料老化的本质是指物理结构或化学结构发生改变,表现为材料的性能逐渐下降,并失去其应有的使用价值。高分子材料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。
什么是老化现象?
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。例如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;橡胶制品长久使用后弹性下降、变硬、开裂或者变软、发粘;涂料长久使用后发生失光、粉化、气泡、剥落等。
老化现象归纳起来有下列四种变化:
1、外观变化
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、力学性能变化
拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松驰等性能的变化。
4、电性能变化
如表面电阻、体积电阻、介电常数、电击穿强度等的变化。
老化的因素是什么?
高分子材料表现出来的物理性能与其化学结构、聚集态结构有密切关系。
化学结构是高分子借助共价键连接起来的长链结构,聚集态结构是许多大分子借助分子间作用力排列、堆砌起来的空间结构,如结晶态、非晶态、结晶-非晶态。维持聚集态结构的分子间作用力包括离子键力、金属键力、共价键力以及范德华力。
环境因素会导致分子间作用力的改变、甚至是链的断裂或某些基团的脱落,最终会破坏材料的聚集态结构,使材料的物理性能发生改变。影....
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