高分子橡膠材料老化的影響因素及應對措施分析

摘 要： 高分子材料是近幾年來一種尤其先進的材料，無論是在國內(nèi)還是在世界范圍內(nèi)都發(fā)揮著舉足輕重的作用。高分子材料所涉及的范圍比較廣泛，工業(yè)領域、農(nóng)業(yè)領域甚至是我們的日常生活都與高分子材料息息相關，并且聯(lián)系越來越緊密，另一方面，高分子材料的產(chǎn)量正在逐年增加，逐漸開始超過金屬材料。雖然高分子材料在當今社會的應用廣泛，作用重大，但是高分子材料一直以來都面臨著老化問題，本文就針對高分子材料的老化問題進行詳細的分析與探討，分析高分子材料老化的影響因素，并根據(jù)實際情況提出相應的解決措施。

關鍵詞： 高分子材料；橡膠材料；老化；因素；措施；分析

橡膠材料是一種我們所熟知的高分子合成材料，一般情況下，像橡膠材料這種高分子合成材料都具有容易老化的問題，無論是在使用過程中還是在貯存過程中，橡膠材料的性能都會隨著時間的增長而不斷下降，并且使用方式、貯存環(huán)境的好壞都會直接影響到橡膠材料的性能，甚至出現(xiàn)材料以及構(gòu)建性能劣化的現(xiàn)象。事實上，高分子材料是無處不在，并且發(fā)展歷史是非常悠久的，蠶絲織布、秸稈造紙等這些都是遠在人類文明發(fā)展之初所被廣泛應用的高分子合成材料，而在現(xiàn)代化的今天，高分子材料在科學技術(shù)的推動下發(fā)揮出更加巨大的作用，對人類社會的發(fā)展起到更加強有力的促進效果。高分子材料與人類社會的生活緊密相連，橡膠、塑料、纖維等都是現(xiàn)代社會中的高分子材料，都是高分子材料在新技術(shù)時代下的產(chǎn)物。雖然高分子材料為人類社會做出了巨大的貢獻，但是高分子材料的老化問題確實科學界始終無法解決的一大難題。首先影響高分子材料的因素包括很多方面，例如陽光、溫度、濕度、外力等都是導致高分子材料老化的直接因素，這些因素不僅影響了高分子材料的使用壽命，同時還很大程度上影響了高分子材料的使用性能。長期以來，科學研究者們一直的都在針對高分子材料的老化問題進行探索與研究，抗氧化劑、光穩(wěn)定劑等都是科學研究者們的研究成果，但是這些產(chǎn)品只是延緩了高分子材料的老化，卻并沒有從根本上解決高分子材料的老化問題，而這一問題想要得到徹底的解決還需要做出更進一步的努力。

一、影響高分子橡膠材料老化的環(huán)境因素

1.太陽光對高分子的影響

太陽光是高分子材料老化最主要、最直接也是最不可避免的影響因素。太陽光中含有大量的紫外線，而紫外線又是最容易被高分子材料吸收的，高分子材料吸收紫外線時候會產(chǎn)生一系列的化學反應。另外，太陽光中還含有紅外線，當紅外線與高分子材料接觸之后會使得高分子材料的溫度迅速上升，因此高分子材料的老化速度會加快，使用壽命也會縮短。

2.空氣中氧對高分子的影響

空氣中所含有的氧是一種相對比較活潑的氣體，并且氧是無處不在的，因此空氣中的氧對高分子材料老化的影響也是不可避免的因素之一。首先高分子材料表面極其容易產(chǎn)生氧化反應，這種氧化反應是在陽光照射之后高分子材料發(fā)生化學反應所形成的。高分子材料在加工、運輸以及使用過程中都會不可避免的接觸到氧，所以氧也成為了造成高分子材料老化的主要因素之一。

3.外部作用——機械力對高分子材料的影響

高分子材料在使用過程當中都會受到外部機械力的影響，這些來自外部的影響也是導致高分子材料老化的重要影響因素。由于高分子材料在使用過程中與外部的接觸是不可避免的，因此來自外部的影響也是一種不可避免的影響因素。例如汽車輪胎，汽車輪胎就是一種高分子橡膠材料，橡膠在車輪和車承載力的作用下，容易發(fā)生變形，但是由于橡膠的特殊性能，這種變形是可以迅速得到恢復的。然而如果橡膠長時間受到外力作用，橡膠哦內(nèi)部分子就會受到嚴重破壞，橡膠材料的老化速度將會更加快速。

二、高分子橡膠材料老化的具體表現(xiàn)

高分子橡膠材料老化是一種分子發(fā)生質(zhì)變或者降解的過程。高分子橡膠材料在受到外部力量的作用之后，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)就會受到嚴重破壞，高分子橡膠材料會由于分子量變小而產(chǎn)生質(zhì)變，生成新的物質(zhì)或者降解。對于高分子橡膠材料的老化主要可以分為物理老化和化學老化，物理老化是一種可以控制和恢復的老化，而化學老化是一種極其復雜的現(xiàn)象，一旦出現(xiàn)化學老化將不可逆轉(zhuǎn)，老化之后的高分子橡膠材料將不再具備原本的性能，也不再具有任何使用價值。通常老化后的高分子材料主要表現(xiàn)為強度降低、韌性降低、穩(wěn)定性降低、耐熱性降低、顏色變淺、出現(xiàn)斑點等。

三、緩解高分子材料老化的應對措施

解決高分子材料的老化問題，最根本的就是要從高分子結(jié)構(gòu)本身入手。高分子結(jié)構(gòu)本身是導致老化的主要原因，因此只有高分子在自身上改善結(jié)構(gòu)，提高性能才能夠抗老化。例如橡膠在硫化之后會存在不飽和雙鍵，因此人們在進行橡膠材料的研究與制造過程中就應當避免或者減少高分子鏈上的雙鍵。從目前情況來看，針對高分子材料老化問題展開深入的分析與研究是非常重要并且必要的，這也是解決高分子材料老化和抗老化問題的關鍵所在。但是目前，由于高分子材料內(nèi)部結(jié)構(gòu)比較復雜，研究技術(shù)水平不夠，所以我們還無法徹底消除高分子材料的老化，我們只能通過技術(shù)手段來提高高分子材料的使用性能，延緩其使用壽命。

1.改變高分子本身易老化的特點

高分子材料的本身弱鍵或者不飽和鍵是造成其老化的做主要的原因，正是由于這個原因才使得高分子材料額穩(wěn)定性比較低，容易受到空氣中氫氧的影響，與氫鍵氧鍵發(fā)生反應。因此如果使其變?yōu)轱柡玩I，那么其抗老化的作用效果會有極大的提高。以橡膠為例，橡膠中的碳鍵會與臭氧發(fā)生反應，因此在橡膠中加入氯原子鍵就能夠使其穩(wěn)定，從而很好的提高其抗老化性能，

2.物理防護措施

對于來自外部影響高分子老化的因素可以采用物理防護的措施。物理防護能夠有效的控制一般的物理老化現(xiàn)象，并且能夠相應的延緩化學性老化。以大棚塑料薄膜為例，由于長期經(jīng)受風吹日曬，塑料薄膜會發(fā)生氧化，出現(xiàn)透明度降低和薄膜脆化的現(xiàn)象，塑料薄膜的使用壽命也相應降低，而在塑料薄膜上覆蓋草棚就會有效的減少日照，從而延長薄膜使用壽命。

對于光氧化所帶來的高分子材料老化現(xiàn)象，最有效的解決措施就是添加穩(wěn)定劑。穩(wěn)定劑可以使光氧化所造成的對高分子材料的破壞穩(wěn)定化，可以有效的提高抗光氧化的性能，進而提高高分子材料的使用壽命。在高分子材料中添加的穩(wěn)定劑主要有光屏蔽劑、猝滅劑、受阻胺光穩(wěn)定劑等。

（1）光屏蔽劑就是我們所說的涂層和顏料，這種穩(wěn)定劑可以為高分子材料提供一層保護膜，為高分子材料屏蔽光線。

（2）猝滅劑主要是通過一定的化學反應來起到穩(wěn)定效果的。

（3）受阻胺光穩(wěn)定劑主要是通過阻礙胺類哌啶系衍生物來起到穩(wěn)定作用的。

四、結(jié)束語

目前，世界經(jīng)濟不斷發(fā)展，科學技術(shù)不斷升級，越來越多的高新技術(shù)開始涌現(xiàn)出來，而高分子材料的發(fā)展前景也越來越廣闊，應用范圍也越來越廣泛，高分子材料對于人類生活的作用也越來越受到重視。因此解決高分子材料的老化，提高其使用性能和使用壽命是我們所需要解決的最為首要也是最為關鍵性的問題。在長期以來的研究中我們雖然取得了良好的研究效果，研發(fā)出了有效額延緩措施，但是在復雜的高分子材料老化問題面前，我們所面臨的仍然是眾多的難題，對高分子領域的探索與研究將是一個持久的過程?！?/p>

參考文獻

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作者簡介：楊明山性別：男，出生年份月份：1995.11.09，民族：漢，籍貫（省、市）：遼寧省莊河市，學歷：本科，職稱（在讀生不用填），主要研究方向：高分子材料與工程 橡膠方向。