由于聚合物材料具有轻质、高强度、耐高温、耐腐蚀等优异性能，目前已被广泛应用于高端制造、电子信息、交通运输、建筑节能、航空航天、国防等众多领域。这不仅为新型聚合物材料产业提供了广阔的市场空间，也对其质量性能、可靠性和保障能力提出了更高的要求。
因此，如何最大限度地发挥高分子材料产品的功能，并遵循节能、低碳、生态发展的原则，越来越受到关注。而老化是影响高分子材料可靠性和耐久性的重要因素。
接下来，我们将探讨聚合物材料的老化、老化类型、导致老化的因素、主要的抗老化方法以及五种常见塑料的抗老化。
A. 塑料老化
聚合物材料自身的结构特性和物理状态，以及在使用过程中受到的热、光、热氧、臭氧、水、酸、碱、细菌和酶等外部因素的影响，都会使其在应用过程中发生性能下降或丧失。
这不仅会造成资源浪费，而且由于其功能失效，甚至可能造成更大的事故，此外，材料老化造成的分解也可能污染环境。
聚合物材料在使用过程中老化更容易造成重大灾难和不可挽回的损失。
因此，聚合物材料的抗老化已成为聚合物行业必须解决的问题。
B. 聚合物材料老化类型
由于不同聚合物种类和使用条件的不同，其老化现象和特征也各不相同。一般来说，聚合物材料的老化可分为以下四种变化类型。
01 外观变化
污渍、斑点、银线、裂纹、霜状物、粉化、粘性、变形、鱼眼、皱纹、收缩、烧焦、光学畸变和光学颜色变化。
02 物理性质的变化
包括溶解性、溶胀性、流变性能以及耐寒性、耐热性、透水性、透气性等性能的变化。
03 机械性能的变化
拉伸强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、相对伸长率、应力松弛和其他性能的变化。
04 电性能的变化
例如表面电阻、体积电阻、介电常数、击穿强度等变化。
C. 聚合物材料老化的显微分析
聚合物在热或光的作用下会形成分子的激发态，当能量足够高时，分子链断裂形成自由基，自由基会在聚合物内部引发链式反应，并持续引发降解，还可能导致交联。
如果环境中存在氧气或臭氧，也会引发一系列氧化反应，形成氢过氧化物（ROOH），并进一步分解成羰基。
如果聚合物中存在残留的催化剂金属离子，或者在加工或使用过程中引入了铜、铁、锰和钴等金属离子，则聚合物的氧化降解反应将会加速。
D. 提高抗衰老性能的主要方法
目前，提高和增强聚合物材料抗老化性能的主要方法有以下四种。
01 物理防护（加厚、涂漆、外层化合物等）
聚合物材料的老化，特别是光氧化老化，始于材料或产品的表面，表现为变色、粉化、开裂、光泽度下降等，然后逐渐向内部发展。薄型产品比厚型产品更容易过早失效，因此可以通过增加产品厚度来延长其使用寿命。
对于易老化的产品，可以在其表面涂覆一层耐候涂层，或者在产品的外层复合一层耐候材料，从而在产品表面形成保护层，以减缓老化过程。
02 加工技术的改进
许多材料在合成或制备过程中都会出现老化问题。例如，聚合过程中的热影响、加工过程中的热老化和氧老化等。因此，可以通过在聚合或加工过程中添加脱气装置或真空装置来减缓氧的影响。
然而，这种方法只能保证材料在工厂内的性能，而且这种方法只能从材料制备的源头开始实施，无法解决其在再加工和使用过程中的老化问题。
03 材料的结构设计或修改
许多大分子材料的分子结构中都含有老化基团，因此通过对材料的分子结构进行设计，用非老化基团取代老化基团，往往可以起到良好的效果。
04 添加抗衰老添加剂
目前，提高聚合物材料耐老化性能的有效且常用的方法是添加抗老化添加剂，由于成本低廉且无需改变现有生产工艺，因此被广泛应用。添加这些抗老化添加剂主要有两种方式。
抗老化添加剂（粉末或液体）与树脂及其他原料在挤出造粒或注塑成型等工序后直接混合。这是一种简单易行的添加方式，被大多数造粒和注塑厂广泛采用。
发布时间：2022年10月26日