第8章高分子商品的老化與防老化

教學(xué)目標(biāo)第八章高分子商品的老化與防老化1、了解影響高分子商品老化的因素2、熟悉常見塑料、橡膠制品的防老化方法3、能夠?qū)ΤＲ姷母叻肿由唐愤M(jìn)行基本的防老化養(yǎng)護(hù)工作第一節(jié)高分子商品老化的內(nèi)因第二節(jié)高分子商品老化的外因第三節(jié)高分子商品防老化什么是高分子化合物？定義：由千百個(gè)原子彼此以共價(jià)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。一般把相對分子質(zhì)量高于10000的分子稱為高分子。高分子通常由103～105個(gè)原子以共價(jià)鍵連接而成。由于高分子多是由小分子通過聚合反應(yīng)而制得的，因此也常被稱為聚合物或高聚物，用于聚合的小分子則被稱為“單體”。

舉例：纖維素、蛋白質(zhì)、蠶絲、橡膠、淀粉等天然高分子化合物，以及以高聚物為基礎(chǔ)的合成材料，如各種塑料，合成橡膠，合成纖維、涂料與粘接劑等。老化的含義：老化是某些以高分子化合物為主要成分的商品，如橡膠制品、塑料制品及纖維織品等，受日光、熱和空氣中氧等環(huán)境因素作用而失去原有優(yōu)良性能，以致最后喪失其使用價(jià)值的化學(xué)變化。上述商品的老化變質(zhì)，主要是高分子化合物在光、熱等因素作用下，引起大分子鏈斷裂、高聚物分子量下降；或者引起分子鏈相互聯(lián)接，形成網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)。前者稱為降解反應(yīng)，使高分子材料變軟、發(fā)粘，機(jī)械強(qiáng)度降低；后者稱為交聯(lián)反應(yīng)，使高分子材料變硬、發(fā)脆、喪失彈性。第一節(jié)高分子商品老化的內(nèi)因一、塑料老化的內(nèi)因（一）高分子結(jié)構(gòu)上存在的一些弱點(diǎn)（二）制造過程中，引進(jìn)一些新弱點(diǎn)（三）塑料中其他成分的弱點(diǎn)（四）塑料中的微量雜質(zhì)二、橡膠老化的內(nèi)因除了與塑料有著一樣的老化內(nèi)因外，還有著某些特殊情況（一）橡膠分子結(jié)構(gòu)狀態(tài)的影響（二）橡膠配合組分的影響第二節(jié)高分子商品老化的外因主要有：太陽光、氧、臭氧、熱、水分以及工業(yè)有害氣體、微生物，還有機(jī)械應(yīng)力的作用、高能輻射的影響、昆蟲的破壞等。一、大氣環(huán)境因素的影響（一）太陽光紫外線：波長150—400nm，占5%可見光：波長400—700nm，占43%紅外線：波長700nm以上，占52%其中，紫外線對許多高分子材料的破壞性很大。紫外線的光能大，而高聚物分子結(jié)合的鍵能，多數(shù)在其范圍內(nèi)，251—418J/克分子。見表8-1、8-2紅外線對高分子材料老化的影響也很大，它被高分子材料吸收后轉(zhuǎn)化為熱能，可加速材料的老化。（二）氧和臭氧

高分子材料的老化，實(shí)際上是在熱的參與或者在光的引發(fā)下進(jìn)行的氧化反應(yīng)。臭氧的活性氧要高得多，破壞性更大。(三)熱和氣溫變化

熱具有很高的活性，隨著溫度的升高會使分子的熱運(yùn)動加速，從而引起某些高聚物發(fā)生降解與交聯(lián)。此外，熱的作用還會引起和促進(jìn)某些高聚物的熱分解。大氣溫度并不高，但大氣環(huán)境中同時(shí)有光、氧等因素的參與和配合，此時(shí)隨著氣溫的升高，會加速高分子材料的老化。日夜溫差導(dǎo)致的冷熱交替的作用對某些高分子材料的老化也產(chǎn)生一定的影響。（四）水和相對濕度降水能將材料表面的灰塵沖洗掉，使其受太陽光的照射更為充分，從而有利于光老化的進(jìn)行。雨水，特別是凝露形成的水膜，能夠滲入材料的內(nèi)部，使高分子材料體系內(nèi)的某些水溶性物質(zhì)、增塑劑和含親水性基團(tuán)的物質(zhì)被水所溶解、抽提或吸收，從而改變材料的物料組成和比例，加速材料的老化。水是引起油漆涂層起泡的根本原因。（五）微生物、昆蟲、海生物霉腐微生物的分泌物能引起高聚物的生物降解，從而使某些材料性能下降。昆蟲類如螞蟻、蟑螂會蛀食高分子材料海生物如牡蠣、苔蘚蟲、石灰蟲、海藻、海草等會大量地在高分子材料上附殖，直接影響材料的正常使用。二、成型加工條件因素的影響高聚物進(jìn)行成型加工時(shí)，受到外界不同熱及壓力的作用，使其內(nèi)部起了不同的變化，因而不同的成型加工條件所得制品具有不同的耐老化性能，甚至相差很大。如，用擠壓法生產(chǎn)的塑料制品比用模壓法生產(chǎn)的塑料制品的耐老化性能要低，主要是因?yàn)槭艿搅溯^大的熱應(yīng)力的作用。三、機(jī)械應(yīng)力對橡膠老化的影響在機(jī)械應(yīng)力作用下的老化稱為“疲勞老化”。主要是因?yàn)閼?yīng)力分布的不均勻引起大分子鏈的斷裂導(dǎo)致產(chǎn)生游離基，與空氣中的氧發(fā)生反應(yīng)，從而老化。而臭氧的參與會使老化進(jìn)一步加劇。機(jī)械應(yīng)力作用的大小、變形疲勞條件（如溫度、振幅、頻率）的不同，都會影響疲勞老化的速度。第三節(jié)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，首先應(yīng)提高高分子材料本身對外界因素作用的抵抗能力。在加工生產(chǎn)中，用添加防老劑（抗氧劑、熱穩(wěn)定劑、光穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑等）的方法來抑制光、熱、氧等外界因素的作用，提高其耐老化性能。此外，還可以在高分子材料商品的外表涂以漆、膠、塑料、油等保護(hù)層，有顯著的防老化作用。如塑料商品可用某些塑料粉末在其表面涂一層薄膜，可提高耐磨、耐熱和耐氣候等性能。最后，改進(jìn)高聚物的聚合、成型和后處理工藝，是非常重要的。二、控制儲運(yùn)中引起老化的因素①商品包裝應(yīng)保持清潔完整,以減少外界因素的影響.②加強(qiáng)商品入庫驗(yàn)收,以便有的放矢進(jìn)行養(yǎng)護(hù)和及時(shí)采取防治措施.③庫房應(yīng)清潔干燥、涼爽,門窗玻璃應(yīng)刷上白色,避免陽光直射.同庫不能存放油類、腐蝕性、含水量大等商品。④底層倉間要作好隔離地潮工作；露天貨垛要注意防曬、防雨、防風(fēng)工作，防止露垛。⑤嚴(yán)格控制和調(diào)節(jié)好庫房溫濕度，幾大類商品一般要求如表。有關(guān)高分子化合物商品儲存的適宜溫濕度商品種類適宜溫度適宜相對濕度橡膠制品-10—25℃60—80%棉、麻、化纖制品30℃以下60—80%呢絨、絲綢25℃以下60—75%塑料制品0——25℃80%以下皮、革制品0——25℃60——75%紙張30℃以下60—70%（6）加強(qiáng)商品在庫檢查。（7）貫徹先產(chǎn)先出原則。此外，在保管中應(yīng)注意不同商品的個(gè)性，作好養(yǎng)護(hù)工作。以橡膠制品為例：底層庫房墊木上要密鋪一層墊板，有包裝的宜用正方形或長方形的壓縫堆碼，木箱可碼6——8個(gè)高，紙箱可碼10個(gè)高。汽車輪胎和硬邊車胎一般應(yīng)直立堆放，高3—4層。庫溫宜控制在-10—25℃之間，最高不超過35℃和低于-30℃；相對濕度宜在60—80%之間，最高不超過85%。每月應(yīng)定期檢查一次。輪胎每三個(gè)月要求及時(shí)轉(zhuǎn)動90度，以防變形；內(nèi)外胎連在一起的，在內(nèi)外胎之間要撒上滑石粉；發(fā)現(xiàn)內(nèi)胎發(fā)硬、發(fā)粘時(shí)，要