文档介绍：32第五届(2014)全国橡胶制品新技术交流暨信息发布会高分子材料老化与寿命研究魏伯荣(西北工业大学理学院高分子研究所,西安710129)摘要:综述了高分子材料的老化现象、老化影响因素、老化机理、材料寿命的研究现状和高分子材料贮存寿命的预测。关键词:高分子材料;老化;寿命随着现代化工业的迅速发展,高分子材料在国防领域中的应用越来越多,而高分子材料的老化问题同时也成为其应用过程中最大的困扰,因此研究高分子材料的老化和预测高分子材料的贮存寿命和使用寿命就变得尤为重要。虽然高分子材料具有许多优点,但是它与金属、其他非金属材料相比,高分子材料的老化问题是它一个最主要的缺点,所选用的高分子材料的耐老化性对军工产品的贮存稳定性、长期使用的可靠性将产生较大的影响,此问题己越来越被国内外各机构所关注。随着我国国防事业的发展,对系统结构中高分子的零部件贮存稳定性和可靠性提出了更高的要求。探索高分子老化变化规律、快速推算零部件的贮存和使用寿命是目前该领域研究的重要课题。1高分子材料的老化现象由于高分子材料品种不同,使用条件各异,不同的材料呈现不同的老化现象和特征[】]:例如塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色、变脆、透明度下降;航空有机玻璃长时间使用后,出现银纹,透明度和强度下降;橡胶制品长期使用后,弹性下降,或变硬、开裂,或者变软、发粘;涂料长期使用后,发生失光、粉化、起泡、剥落等。高分子材料老化现象归纳起来有下列4种情况‘21:(1)外观的变化:出现污渍斑点、银纹、裂纹、喷霜、粉化、发粘、翘曲、起皱、收缩、光学畸变以及光泽颜色的变化。(2)物理性能变化:包括溶解性、溶胀性、热流变性能以及耐寒、耐热、耐光、透水、透气等性能的变化。(3)力学性能的变化:包括拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、压缩强度、疲劳性能、相对伸长率、可塑性能、应力松弛、蠕变等性能的变化。(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。2高分子材料老化影响因素总体来讲,影响高分子材料老化的因素有内在和外在的2类因素。内在的因素包括以下几种‘引:(1)聚合物的化学结构:聚合物发生老化与本身的化学结构有密切的关系,组成高分子化学结构的弱键部位,容易受到外界不同因素的影响发生断裂成为自由基,这种自由基是引发自由基反应的起始点。(2)聚合物的物理形态:聚合物的性能不仅和它的化学结构有关,还和它的物理形态有关系。聚合物的分子链有些是有序排列的,有些是无序的。有序排列的分子链可形成结晶区;无序排列的分子链为非晶区。而很多聚合物的物理形态并不是均一的,它们是半结晶状态的,既有晶区,也有非晶区,而老化反应首先是在非晶区开始的。(3)聚合物的立体规整性:聚合物立体规整性与它的结晶度有密切关系。按正常的观点,具有规整结构的聚合物比无规结构聚合物耐老化性能好。(4)聚合物的分子量分布:一般情况下,分子量分布越宽的聚合物越容易老化,这是因为分子量分布越宽,聚合物端基相对越多,因而越容易引起老化反应。(5)微量金属杂质和其他杂质:聚合物在加奠伯荣高分子材料老化与寿命研究工、,也有可能混入微量金属或者在聚合时有可能残留一些金属催化剂,这都会影响自动氧化的引发作用。:(1)氧:外界环境中能使聚合物老化的因素很多,最重要的是氧。在一定的温度条件下,塑料、纤维、橡胶等聚