當今,高分子材料已在航空、汽車、船艦、基礎(chǔ)構(gòu)建、軍用品等不同領(lǐng)域有著越來越廣泛的應(yīng)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(nèi)外因素的綜合作用下,發(fā)生老化現(xiàn)象,從而部分喪失或喪失其使用價值。老化已成為一個亟需解決的問題,其實際造成的危害非常嚴重,尤其是在苛刻環(huán)境條件下,常導(dǎo)致設(shè)備過早失效、材料大量流失,不但在經(jīng)濟上受到很大損失,導(dǎo)致資源的浪費,甚至因材料的失效分解造成對環(huán)境的污染。本篇為大家分享一下高分子材料有哪幾種現(xiàn)象、并分析高分子材料老化的原因:
一.老化的簡介
高分子材料,尤其是含有大量不飽和C=C雙鍵的橡膠及橡膠制品,在貯存、加工或使用過程中,在熱、光、氧、臭氧、機械力或重金屬離子等外在環(huán)境因素的影響和作用下,引起分子鏈的降解或交聯(lián),不僅材料表面會出現(xiàn)斑點、失光變色、產(chǎn)生裂紋等,而且材料的性能逐漸變差,會變軟發(fā)黏或變硬發(fā)脆,這種現(xiàn)象稱為高分子材料的老化。
老化通常有以下四種現(xiàn)象,分別為:
1.變軟發(fā)粘(天然橡膠老化,橡皮筋、乳膠管、乳膠手套)
2.變硬變脆(大部分合成膠的老化,輪胎胎側(cè)、胎面)
3.變色及龜裂(臭氧老化及光氧老化,雨刷條)
4.發(fā)霉及粉化(潮濕環(huán)境,生物老化)
二.老化的原因
老化的原因有很多,通常分為內(nèi)在原因和外部原因。
1.內(nèi)在原因,即為決定因素,分為以下幾點:
(1)鏈節(jié)結(jié)構(gòu):橡膠的基本結(jié)構(gòu)如天然橡膠的單元異戊二烯,存在雙鍵及活潑氫原子,所以易參與反應(yīng)。
(2)分子鏈結(jié)構(gòu):
大分子鏈的弱鍵、薄弱環(huán)節(jié)越多越易老化;
不飽和碳鏈高分子比飽和碳鏈高分子更容易發(fā)生老化;
支化的大分子比線型的大分子更容易氧化。
(3)硫化膠交聯(lián)結(jié)構(gòu):交聯(lián)鍵有-S-、-S2-、-SX-、-C-C-
交聯(lián)鍵結(jié)構(gòu)不同,硫化膠耐老化性不同。
(4)高分子材料配合組分及雜質(zhì):
材料中常存在變價金屬,如Cu、Fe、Co、Ni 等。
2.外在原因,即為誘導(dǎo)因素,可作以下圖表示意:
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