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        高分子材料，因其具有質(zhì)輕、高強(qiáng)度、耐溫、耐腐蝕等優(yōu)異的性能，現(xiàn)在被廣泛應(yīng)用于高端制造、電子信息、交通運(yùn)輸、建筑節(jié)能、航空航天、國(guó)防軍工等諸多領(lǐng)域，發(fā)揮了巨大的作用，但老化是影響高分子材料可靠性和耐久性的重要因素。

        高分子聚合物在加工、貯存和使用過(guò)程中，會(huì)受到熱、氧、水、光、微生物、化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用，其化學(xué)組成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化，物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞，如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等，以致最后喪失使用價(jià)值，這些變化和現(xiàn)象就屬于高分子材料的老化。

        這不僅造成資源浪費(fèi)，甚至?xí)蚱涔δ苁п劤筛蟮氖鹿剩移淅匣鸬牟牧戏纸庖部赡軙?huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污染。由于聚合物品種不同，使用條件各異，因而有不同的老化現(xiàn)象和特征。總的來(lái)說(shuō)，高分子材料的老化可歸為以下四種類型的變化：

        1、外觀的變化

        出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)、銀紋、裂縫、噴霜、粉化、發(fā)粘、翹曲、魚(yú)眼、起皺、收縮、焦燒、光學(xué)畸變以及光學(xué)顏色的變化。

        2、物理性能的變化

        包括溶解性、溶脹性、流變性能以及耐寒、耐熱、透水、透氣等性能的變化。

        3、力學(xué)性能的變化

        拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、相對(duì)伸長(zhǎng)率、應(yīng)力松馳等性能的變化。

        4、電性能的變化

        如表面電阻、體積電阻、介電常數(shù)、電擊穿強(qiáng)度等的變化。

        造成高分子材料老化的因素從微觀分析來(lái)看，高分子聚合物在熱或光的作用下會(huì)形成激發(fā)態(tài)的分子，當(dāng)能量足夠高，分子鏈就會(huì)斷裂形成自由基，自由基可以在聚合物內(nèi)部形成鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，繼續(xù)引發(fā)降解，也可能引起交聯(lián)。如果環(huán)境中存在氧氣或臭氧，還會(huì)誘發(fā)一系列氧化反應(yīng)，形成氫過(guò)氧化物（ROOH），并進(jìn)一步分解成為羰基。如果聚合物中存在殘余的催化劑金屬離子，或在加工、使用中帶入金屬離子如銅、鐵、錳、鈷等，會(huì)加速聚合物的氧化降解反應(yīng)。

        目前，改善和提高高分子材料防老化性能的主要方法有以下幾種：

        1、物理防護(hù)（如加厚、涂裝、外層復(fù)合等）

        高分子材料的老化，特別是光氧老化，首先是從材料或制品的表面開(kāi)始，表現(xiàn)為變色、粉化、龜裂、光澤度下降等，然后逐漸往內(nèi)部深入。薄制品比厚制品更容易提早失效，因此通過(guò)加厚制品的方法可以延長(zhǎng)制品的使用壽命。對(duì)于易老化的制品，可以在其表面涂覆或涂布一層耐候性好的涂層，或在制品外層復(fù)合一層耐候性好的材料，從而使制品表面附上一層防護(hù)層，從而延緩老化進(jìn)程。

        2、改進(jìn)加工工藝

        很多材料在合成或制備過(guò)程中，也存在老化的問(wèn)題。如，聚合過(guò)程中熱的影響、加工過(guò)程中的熱氧老化等等。那么相應(yīng)地，可以通過(guò)在聚合或加工過(guò)程中增加除氧裝置或抽真空裝置等減緩氧氣的影響。但這種方法只能保證材料在出廠時(shí)的性能，而且這種方法只能從材料的制備源頭實(shí)施，無(wú)法解決其在再加工和使用過(guò)程中的老化問(wèn)題。

        3、高分子材料的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或改性

        很多高分子材料分子結(jié)構(gòu)中存在極易老化的基團(tuán)，那么通過(guò)材料的分子結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以不易老化的基團(tuán)替代易老化的基團(tuán)，往往可以起到良好的效果。或者是在高分子分子鏈上通過(guò)接枝或共聚的方法引入具有抗老化作用的功能基團(tuán)或結(jié)構(gòu)，賦予材料本身以優(yōu)異的抗老化功能，也是研究工作者們常采用的方法，但成本較高，暫且不能實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的生產(chǎn)和應(yīng)用。

        4、添加防老化助劑

        目前，提高高分子材料耐老化性的有效途徑和常用方法就是添加抗老化助劑，其由于成本較低、且無(wú)需改變現(xiàn)有生產(chǎn)工藝而得到廣泛應(yīng)用。

        助劑直接添加法：即將抗老化助劑（粉末或液體）與樹(shù)脂等原料直接混合攪拌后擠出造粒或注塑等等。這種添加方式由于簡(jiǎn)單易行，從而為廣大的抽粒和注塑廠所廣泛采用。

        抗老化母粒添加法：在對(duì)產(chǎn)品品質(zhì)和質(zhì)量穩(wěn)定性要求較高的廠家，更多的是采用在生產(chǎn)時(shí)添加抗老化母粒的方式。抗老化母粒是以合適的樹(shù)脂為載體，與多種高效的抗老化助劑混合，再經(jīng)雙螺桿擠出機(jī)共擠造粒得到的，其應(yīng)用優(yōu)勢(shì)在于抗老化助劑在母粒制備過(guò)程中首先實(shí)現(xiàn)了預(yù)分散，那么在后期材料加工的過(guò)程中，抗老化助劑得到二次分散，達(dá)到了助劑在高分子材料基體中均勻分散的目的，不僅保證了產(chǎn)品的質(zhì)量穩(wěn)定性，也避免了生產(chǎn)時(shí)的粉塵污染，使得生產(chǎn)更為綠色環(huán)保。

        高分子材料不僅是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，也是一個(gè)國(guó)家先導(dǎo)性的產(chǎn)業(yè)，所以，高分子材料一直是發(fā)達(dá)國(guó)家和跨國(guó)公司十分重視的發(fā)展領(lǐng)域。這不僅為高分子新材料產(chǎn)業(yè)提供了廣闊的市場(chǎng)空間，也對(duì)其質(zhì)量性能、可靠性水平、保障能力等提出了更高要求。