如何了解高分子材料耐老化性能好辦法

發(fā)布時間： 2020-03-03　　點擊次數(shù)： 2840次

夠高分子材料是由千百個原子彼此以共價鍵結(jié)合形成相對分子質(zhì)量特別大、具有重復(fù)結(jié)構(gòu)單元的有機(jī)化合物，是由一類相對分子質(zhì)量很高的分子聚集而成的化合物，也稱為高分子、大分子等。

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目前有效的辦法就是通過各種高分子材料老化試驗來考察高分子材料的老化性能，一般有如下試驗：耐熱性試驗、耐候性試驗、濕熱試驗、鹽霧試驗、抗霉試驗、耐寒試驗等，以正確評價高分子材料的老化性能，對高分子材料老化研究進(jìn)行了展望，以促進(jìn)高分子材料的應(yīng)用。

一、耐熱性試驗——高溫烤箱

熱是促進(jìn)高聚物發(fā)生老化反應(yīng)的主要因素之一，熱可使高聚物分子發(fā)生鏈斷裂從而產(chǎn)生自由基，形成自由基鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，導(dǎo)致聚合物降解和交聯(lián)，性能劣化。烘箱法老化試驗是耐熱性試驗的常用方法，將試樣置于選定條件的熱烘箱內(nèi)，周期性地檢查和測試試樣外觀和性能的變化，從而評價試樣的耐熱性。這種方法常用于塑料和橡膠，信息記錄介質(zhì)的耐熱試驗也常采用此方法。

二、耐候性試驗——紫外線加速老化試驗箱、氙弧燈耐候試驗箱

高分子材料(或制品)由于使用時會暴露于陽光、風(fēng)雨、高溫、嚴(yán)寒等各種各樣的環(huán)境中，隨時間推移會引起物理及化學(xué)變化，從而使性能逐漸下降不能耐久使用。在自然環(huán)境下，材料究竟能使用多久，將其統(tǒng)稱為耐候性。在自然環(huán)境下評價高分子材料壽命的實驗方法有室外老化試驗及人工老化試驗。室外老化試驗是評價材料實用性適宜的方法，但引起高分子材料老化是熱、光、機(jī)械摩擦、化學(xué)藥品、微生物等因素的綜合作用，而其中日照量、風(fēng)雨等都是難以控制的氣候因素，因此試驗周期比較長。在實驗室模擬戶外氣候條件進(jìn)行加速老化試驗是耐候性試驗的重要方式。通常耐候性試驗采用氣候老化試驗箱，該裝置采用碳弧燈、氙燈或紫外熒光燈照射模擬日光的紫外線照射，周期性地向試樣噴撒鹽溶液來模擬降雨及鹽粒子的作用，多重環(huán)境因子的交替作用構(gòu)成試驗過程。

三、濕熱試驗——濕熱試驗箱

在大氣環(huán)境下，溫度 (熱)和濕度 (水分)是客觀存在的因素。有些高分子材料是在高溫高濕的環(huán)境中存入、運(yùn)輸或使用的。因此，濕熱老化試驗是具有一定的實際意義和經(jīng)濟(jì)價值的工作。高溫下的水汽對高分子材料具有一定的滲透能力，在熱的作用下，這種滲透能力更強(qiáng)，能夠滲透到材料體系內(nèi)部并積累起來形成水泡，從而降低了分子間的相互作用，導(dǎo)致材料的性能老化。濕熱老化試驗一般使用濕熱試驗箱，它能提供標(biāo)準(zhǔn)無污染的大氣環(huán)境(試驗氣體由N2，O2，CO2和水蒸氣組成)，溫度為40℃～60℃，相對濕度90%RH以上。

四、抗霉試驗——霉菌試驗箱

霉菌是一種微生物，霉菌新陳代謝的排泄物(有機(jī)酸)會導(dǎo)致材料的失效。為了評價材料的長霉程度，通常采用人工抗霉試驗。霉菌試驗常用的菌種有：黑曲霉、黃曲霉、雜色曲霉、青霉、球毛殼霉等。因為不同材料遭受到侵蝕破壞的霉菌種類有所不同，所以對不同的高分子材料應(yīng)選用不同的試驗菌種。人工抗霉試驗的周期28d。目前常采用霉菌老化試驗箱，該試驗箱是在一定的溫濕度條件下通過培養(yǎng)真菌來試驗高分子材料產(chǎn)品的抗菌老化能力。

五、耐寒試驗——低溫試驗箱

聚合物的耐寒性是指它抵抗低溫引起性能變化的能力，但環(huán)境溫度達(dá)到某一低溫區(qū)域，聚合物會脆化。低溫儲存試驗可以鑒定材料的低溫儲存特性。耐寒性與聚合物的鏈運(yùn)動、大分子間的作用力和鏈的柔順性有關(guān)，飽和聚合物的主鏈單鍵，由于分子鏈上沒有極性基或位阻大的取代基，柔順性好，耐寒性也好。反之，如果側(cè)基為位阻大的剛性取代基或者重度交聯(lián)的聚合物，耐寒性就較差。