第八章 高分子材料的老化性能ppt课件

.第八章高分子材料的老化特性，老化：聚合物材料的加工、储存和使用过程中，由于热、光、氧、高能辐射、化学介质、微生物、湿气等环境因素的影响，逐渐发生物理化学性质的变化，性能下降，最终丧失使用价值的过程。老化的4种情况：(1)。外观变化：粘性、刚性、易碎的裂纹、变形、变色和泡沫(2)。物理特性变化：溶解、膨胀、流变性、透气性渗透性(3)。机械特性变化：拉伸强度、弯曲强度、硬度和弹性(4)。电气特性变化：绝缘电阻、电击穿强度、第一，老化的基本类型，8.1高分子材料的老化和稳定性，化学老化：塑料的脆性等高分子材料的分子结构变化的结果，其特点是：不可逆转，无法恢复物理老化：玻璃高分子材料是通过小区域的链条部分的布朗运动，冷凝结构从非平衡状态转变为平衡状态，从而改变材料的物理、机械性质的现象。分解：聚合物化学键受光、热、机械力等损伤，导致自由基链反应的分子链的结果影响：相对分子质量减少，导致链脚情人场强度和模数减少，交联：断裂自由基的重组对交联结构的结果影响：刚性、脆性、断裂伸延率降低，(a)化学老化，(a)热氧化老化(2)。光氧化老化(3)。高能辐射减少解决方案和交联(4)。水解，化学老化的类型，化学结构影响化学老化，与化学键强度密切相关，弱键易碎，自由基引发点形成，热氧化分解，支链和测向键能减少，聚合物稳定性减少，二烯聚合物双键降低稳定性，引入HCl和Cl2改善。絮凝结构影响化学老化，在100oC中，线性聚乙烯比支链聚乙烯结晶度高，老化速度慢，在140oC熔点上，氧化速度几乎相似，三维定型影响化学老化，三维定型聚合物比随机结构聚合物稳定性高，聚丙烯中有规则的t-碳-C-C因为自由基启动率和终止率相同，分子量相对分布的聚合物、末端、容易氧化、微量金属杂质影响化学老化，根据氧化还原机制将ROOH分解为自由基，加速老化速度，物理老化与从低能量状态向高能形态结构的转换有关。由于物理老化，材料的自由体积减少，密度增加，系数和拉伸强度增加，破坏伸长和冲击强度减小，从塑性转变为脆性，材料在低应力水平破坏。物理老化的特点，(1)可逆：已经发生物理老化的材料，可以再次加热到液体中，迅速冷却到储存温度，使其性能恢复到老化前的状态，还可以利用热处理去除储存历史记录，或者使样品达到所需状态。(2)缓慢的自减速过程：通过链段运动减少自由体积的过程，由于自由体积减少，链段活动减少，老化速度减少，形成负反馈“自减速”过程，随着存储时间的变化，老化速度的指数函数减少。(3)是玻璃材料的共性，不同的材料有相似的老化规律，不依赖材料的老化结构，只取决于材料所处的状态。(4)老化率和温度符合阿氏方程，添加各种稳定剂(主要途径)。光、氧、热等外在原因损害高分子材料的物理保护：涂料、双金属、涂料等将保护层附着在高分子材料表面，阻止或阻止老化外源。像改善聚合和加工过程的橡胶表面蜡一样，引入减少老化的弱点、防止高老化结构等聚合物改性、8.2防止老化措施。8.3几种常用高分子材料的抗老化，1聚氯乙烯的抗老化，PVC是继聚乙烯之后的第二个吨位塑料品种，用途广泛，但容易老化。该产品(如管道、雨衣、薄膜、塑料鞋等)使用几年后，脆裂，热稳定性差，100150oC分解，不加稳定剂就不能加工。热稳定性是PVC的重要质量指标，一般在加工和使用过程中，使用添加热稳定剂防止热氧化老化的方法。热稳定剂：有机酸或无机酸金属盐：一般用硬脂酸铅、硬脂酸钡、硬脂酸钙等吸收HCl，抑制HCl分解，硬脂酸盐中羧基的-H吸收自由基，抑制脱HCl反应。有机金属化合物：属于抗氧化剂，与大分子自由基作用，产生惰性自由基，广泛用于抑制自由基链反应的二月桂酸二丁酯。环氧化合物：常用环氧大豆油，羧基和双键的-H吸收自由基。磷酸酯：一般来说，三苯基磷酸酯和三甲基磷酸酯是氢氧化物分解剂。2聚乙烯PE和聚丙烯PP的抗老化，PE生产第一，PP生产第三，PE对氧比较稳定，PP不稳定，继乙丙共聚物后，氧化后脆性。原因：甲基和大量的tert-碳原子存在于PP链中，容易氧化，添加抗氧化剂，主要是比特酮，2，4，6位置具有取代通风的苯酚，效率低，毒性小，无色，易挥发，添加光稳定剂、羟基二苯氧基或镍的复合物为深色PP产品，炭黑也是有效的光氧化老化稳定剂。3橡胶防老化，橡胶含有很多双键，特别容易氧化，根据自由基反应机制分解；橡胶产品在应力状态下使用多，容易发生臭氧裂纹，臭氧老化是橡胶老化的重要方面。添加抗氧化、疲劳裂纹和抗臭氧相结合的抗氧剂的缺点是，苯基-萘胺、二苯基-p-二胺、葵或壬二苯胺等芳香胺的抗氧剂最好，颜色只适合深色产品。浅色产品是酚类或有机磷抗氧剂，氧化作用对高分子材料的老化有决定性作用，因此抑制氧气和臭氧的作用是防止老化的重要措施，防止老化的原则有两种方法。也就是说，制止连锁反应的开始，氧化剂氢化剂主要是含磷化合物，迅速结束连锁反应，添加苯酚和胺化合物，吸收自由基，结束连锁反应。8.4在特定温度和负载下，测量了老化后材料在不同停留时间的熔体流速变化，并定量评价了结果，1.1熔体流速法，1。塑料处理热稳定性能量的测试和评价，老化停留时间越长，熔体流速越小。1.2流量变化法，流量变化法一般用转矩流变仪测试。该装置具有自动记录转矩、压力、温度、时间等参数的混合装置和挤出装置。2 .塑料的长时