第8章高分子商品的老化与防老化

教学目标第八章高分子商品的老化与防老化1、了解影响高分子商品老化的因素2、熟悉常见塑料、橡胶制品的防老化方法3、能够对常见的高分子商品进行基本的防老化养护工作第一节高分子商品老化的内因第二节高分子商品老化的外因第三节高分子商品防老化什么是高分子化合物？定义：由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物，也称为高分子、大分子等。一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。高分子通常由103～105个原子以共价键连接而成。由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的，因此也常被称为聚合物或高聚物，用于聚合的小分子则被称为“单体”。

举例：纤维素、蛋白质、蚕丝、橡胶、淀粉等天然高分子化合物，以及以高聚物为基础的合成材料，如各种塑料，合成橡胶，合成纤维、涂料与粘接剂等。老化的含义：老化是某些以高分子化合物为主要成分的商品，如橡胶制品、塑料制品及纤维织品等，受日光、热和空气中氧等环境因素作用而失去原有优良性能，以致最后丧失其使用价值的化学变化。上述商品的老化变质，主要是高分子化合物在光、热等因素作用下，引起大分子链断裂、高聚物分子量下降；或者引起分子链相互联接，形成网状或体型结构。前者称为降解反应，使高分子材料变软、发粘，机械强度降低；后者称为交联反应，使高分子材料变硬、发脆、丧失弹性。第一节高分子商品老化的内因一、塑料老化的内因（一）高分子结构上存在的一些弱点（二）制造过程中，引进一些新弱点（三）塑料中其他成分的弱点（四）塑料中的微量杂质二、橡胶老化的内因除了与塑料有着一样的老化内因外，还有着某些特殊情况（一）橡胶分子结构状态的影响（二）橡胶配合组分的影响第二节高分子商品老化的外因主要有：太阳光、氧、臭氧、热、水分以及工业有害气体、微生物，还有机械应力的作用、高能辐射的影响、昆虫的破坏等。一、大气环境因素的影响（一）太阳光紫外线：波长150—400nm，占5%可见光：波长400—700nm，占43%红外线：波长700nm以上，占52%其中，紫外线对许多高分子材料的破坏性很大。紫外线的光能大，而高聚物分子结合的键能，多数在其范围内，251—418J/克分子。见表8-1、8-2红外线对高分子材料老化的影响也很大，它被高分子材料吸收后转化为热能，可加速材料的老化。（二）氧和臭氧

高分子材料的老化，实际上是在热的参与或者在光的引发下进行的氧化反应。臭氧的活性氧要高得多，破坏性更大。(三)热和气温变化

热具有很高的活性，随着温度的升高会使分子的热运动加速，从而引起某些高聚物发生降解与交联。此外，热的作用还会引起和促进某些高聚物的热分解。大气温度并不高，但大气环境中同时有光、氧等因素的参与和配合，此时随着气温的升高，会加速高分子材料的老化。日夜温差导致的冷热交替的作用对某些高分子材料的老化也产生一定的影响。（四）水和相对湿度降水能将材料表面的灰尘冲洗掉，使其受太阳光的照射更为充分，从而有利于光老化的进行。雨水，特别是凝露形成的水膜，能够渗入材料的内部，使高分子材料体系内的某些水溶性物质、增塑剂和含亲水性基团的物质被水所溶解、抽提或吸收，从而改变材料的物料组成和比例，加速材料的老化。水是引起油漆涂层起泡的根本原因。（五）微生物、昆虫、海生物霉腐微生物的分泌物能引起高聚物的生物降解，从而使某些材料性能下降。昆虫类如蚂蚁、蟑螂会蛀食高分子材料海生物如牡蛎、苔藓虫、石灰虫、海藻、海草等会大量地在高分子材料上附殖，直接影响材料的正常使用。二、成型加工条件因素的影响高聚物进行成型加工时，受到外界不同热及压力的作用，使其内部起了不同的变化，因而不同的成型加工条件所得制品具有不同的耐老化性能，甚至相差很大。如，用挤压法生产的塑料制品比用模压法生产的塑料制品的耐老化性能要低，主要是因为受到了较大的热应力的作用。三、机械应力对橡胶老化的影响在机械应力作用下的老化称为“疲劳老化”。主要是因为应力分布的不均匀引起大分子链的断裂导致产生游离基，与空气中的氧发生反应，从而老化。而臭氧的参与会使老化进一步加剧。机械应力作用的大小、变形疲劳条件（如温度、振幅、频率）的不同，都会影响疲劳老化的速度。第三节高分子商品的防老化

一、提高商品本身的抗老化作用。高分子材料防老化，首先应提高高分子材料本身对外界因素作用的抵抗能力。在加工生产中，用添加防老剂（抗氧剂、热稳定剂、光稳定剂、紫外线吸收剂等）的方法来抑制光、热、氧等外界因素的作用，提高其耐老化性能。此外，还可以在高分子材料商品的外表涂以漆、胶、塑料、油等保护层，有显著的防老化作用。如塑料商品可用某些塑料粉末在其表面涂一层薄膜，可提高耐磨、耐热和耐气候等性能。最后，改进高聚物的聚合、成型和后处理工艺，是非常重要的。二、控制储运中引起老化的因素①商品包装应保持清洁完整,以减少外界因素的影响.②加强商品入库验收,以便有的放矢进行养护和及时采取防治措施.③库房应清洁干燥、凉爽,门窗玻璃应刷上白色,避免阳光直射.同库不能存放油类、腐蚀性、含水量大等商品。④底层仓间要作好隔离地潮工作；露天货垛要注意防晒、防雨、防风工作，防止露垛。⑤严格控制和调节好库房温湿度，几大类商品一般要求如表。有关高分子化合物商品储存的适宜温湿度商品种类适宜温度适宜相对湿度橡胶制品-10—25℃60—80%棉、麻、化纤制品30℃以下60—80%呢绒、丝绸25℃以下60—75%塑料制品0——25℃80%以下皮、革制品0——25℃60——75%纸张30℃以下60—70%（6）加强商品在库检查。（7）贯彻先产先出原则。此外，在保管中应注意不同商品的个性，作好养护工作。以橡胶制品为例：底层库房垫木上要密铺一层垫板，有包装的宜用正方形或长方形的压缝堆码，木箱可码6——8个高，纸箱可码10个高。汽车轮胎和硬边车胎一般应直立堆放，高3—4层。库温宜控制在-10—25℃之间，最高不超过35℃和低于-30℃；相对湿度宜在60—80%之间，最高不超过85%。每月应定期检查一次。轮胎每三个月要求及时转动90度，以防变形；内外胎连在一起的，在内外胎之间要撒上滑石粉；发现内胎发硬、发粘时，要