化学名词老化 _生活百科

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老化(化学名词)【化学名词老化】在高分子材料的使用过程中, 由于受到热、氧、水、光、微生物、化学介质等环境因素的综合作用, 高分子材料的化学组成和结构会发生一系列变化, 物理性能也会相应变坏, 如发硬、发粘、变脆、变色、失去强度等, 这些变化和现象称为老化, 高分子材料老化的本质是其物理结构或化学结构的改变。
基本介绍中文名：老化
外文名：Ageing
释义：材料逐渐变坏丧失价值的现象
是否可逆：一种不可逆的变化
老化对象：高分子材料
受力：内外因素的综合作用
简介高分子材料包括塑胶、橡胶、纤维、薄膜、胶粘剂和涂料等。其中被称为三大合成高分子材料的塑胶、合成纤维和合成橡胶, 已在航空、汽车、船舰、基础构建、军用品等不同领域有着越来越广泛的套用。然而,高分子材料在加工、贮存和使用过程中, 在光、热、水、化学与生物侵蚀等内外因素的综合作用下, 产生降解,表现为性能逐渐下降, 从而部分丧失或丧失其使用价值, 这种现象就是老化。高分子材料的老化已成为一个非常重要的问题,实际造成的危害要比人们想像的严重得多, 尤其是在苛刻环境条件下, 常导致设备过早失效、材料大量流失, 不但在经济上受到很大损失, 导致资源的浪费, 甚至因材料的失效分解造成对环境的污染。老化原因发生老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、过氧化物、支链、羰基、末端上的羟基，等等。外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体（如二氧化碳、硫化氢等）、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。环境影响因素3.1 温度影响温度升高, 高分子链的运动加剧, 一旦超过化学键的离解能, 就会引起高分子链的热降解或基团脱落。3.2 湿度的影响湿度对高分子材料的影响可归结于水分对材料的溶胀及溶解作用, 使维持高分子材料聚集态结构的分子间作用力改变, 从而破坏了材料的聚集状态, 尤其对于非交联的无定形聚合物, 湿度的影响极其明显, 会使高分子材料发生溶胀甚至聚集态解体, 从而使材料的性能受到损坏; 对于结晶形态的塑胶或纤维, 由于存在水分渗透限制, 湿度的影响不是很明显。3.3氧气的影响氧是引起高分子材料老化的主要原因, 由于氧的渗透性, 结晶型聚合物较无定型聚合物耐氧化。氧首先进攻高分子主链上的薄弱环节, 如双键、羟基、叔碳原子上的氢等基团或原子, 形成高分子过氧自由基或过氧化物, 然后在此部位引起主链的断裂, 严重时,聚合物分子量显着下降, 玻璃化温度降低, 而使聚合物变粘, 在某些易分解为自由基的引发剂或过渡金属元素存在下, 有加剧氧化反应的趋势。3.4 光老化聚合物受光的照射, 是否引起分子链的断裂,取决于光能与离解能的相对大小及高分子化学结构对光波的敏感性。由于地球表面存在臭氧层及大气层, 能够到达地面的太阳光线波长範围为290nm ～4300nm之间, 光波能量大于化学键离解能的只有紫外区域的光波, 会引起高分子化学键的断裂。3.5 化学介质的影响化学介质只有渗透到高分子材料的内部, 才能发挥作用, 这些作用包括对共价键的作用与次价键的作用两类。共价键的作用表现为高分子链的断链、交联、加成或这些作用的综合, 这是一个不可逆的化学过程; 化学介质对次价键的破坏虽然没有引起化学结构的改变, 但材料的聚集态结构会改变, 使其物理性能发生相应改变。3.6 生物老化聚合物材料长期处于某种环境中, 由于微生物具有极强的遗传变异性, 会逐步进化出能够分解利用这些高聚物的酶类, 从而能够以其为碳源或能源生长, 儘管降解速率极低, 但这种潜在危害是确实存在的, 但对于某些高分子包装物, 使用后却希望其能够迅速被生物降解。预防措施4.1湿度聚酯、聚缩醛、聚醯胺和多糖类高聚物在酸或硷催化下, 遇水能够发生水解, 在空气污染严重,频繁产生酸雨的地域, 这类高分子材料的使用会受到限制。如能够在这类材料的表面覆盖一层防水薄膜, 就可降低甚至避免水解老化现象的发生。4.2 氧在高聚物加工过程中, 加入胺类抗氧化物、酚类抗氧化物、含硫有机化合物和含磷化合物, 它们能够与过氧自由基迅速反应, 而使连锁反应提早终止。4.3 光老化在材料的加工过程中, 如果加入光稳定剂, 可以避免材料的老化降解。根据作用机理, 这类光稳定剂包括光禁止剂、紫外吸收剂、淬灭剂和自由基捕捉剂。

化学名词 老化

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