开展西部环境中高分子材料快速老化失效问题的研究-自然科学基金.pdfVIP

第 期 中 国 科 学 基 金 $ ’’* ·学科进展与展望· 开展西部环境中高分子材料 快速老化失效问题的研究 甘复兴 林 安 （武汉大学资源与环境科学学院，武汉 ） ’() ［摘 要］ 高分子材料在西部严酷环境下普遍存在快速老化的现象。开展西部典型环境中高分子 材料快速老化失效问题的研究，是材料科技可持续发展和西部大开发国家目标的共同需求。我国 对高分子材料老化失效的研究，比国外晚起步几十年，存在着很大差距，核心问题是缺乏稳定、精 干、高水平的研究团队。开展此项研究必须突出重点、分工协作、长期坚持。应科学、精心地选择代 表性高分子材料和不同的西部典型环境，采用户外曝晒实验和室内模拟加速实验相结合、宏观力学 性能检测和微观结构分析相结合、实验研究与量子化学计算相结合的研究方法，在积累基础老化数 据的基础上，着力探索高分子材料在西部典型环境中快速老化的规律、机理和主要环境影响因素。 ［关键词］ 高分子材料，西部环境，快速老化 在科技部和国家自然科学基金委员会的支持 ! 研究意义与必要性 下，全国材料自然环境腐蚀网站对西部地区高分子 三大合成高分子材料（塑料、合成橡胶、合成纤 材料老化状况进行了初步调查。从目前的调研结果 ［］ * 来看，高分子材料在西部严酷环境下普遍存在快速 维）的世界年产量已高达 亿吨 ，与钢铁、木材、 *%+ 水泥一起构成现代社会中的四大基础材料，是农业、 老化的现象，平均使用寿命比东部地区短一半。在 工业、能源、交通运输、信息产业乃至宇宙空间和海 青海格尔木地区以及西藏拉萨地区，塑料编织袋、尼 洋开发等国民经济各领域不可缺少的主要材料。 龙绳使用半年，就已经丧失了大部分力学性能；西部 高分子材料在自然环境中的老化失效，严重影 地区的有机涂层很快粉化、变色，老化特征十分显 响了其在服役过程中的性能和寿命，使各类工程设 著；在新疆塔里木盆地，有的汽车方向盘在使用一年 施及设备过早受到损坏，带来巨大的经济损失。据 后，就因开裂而不得不更换；在新疆石河子地区，建 美国有关资料显示：约 的预期寿命 年的武 设兵团各团场使用的节水灌溉管材及高分子薄膜’ ’, $ 器装备仅仅使用了 年后其高分子材料就开始老 个月左右就严重老化、降解，造成土壤污染、土地板 !# ［］ ［］ ! 结，致使粮食和经济作物产量下降’ 。 化 ；长期作业于高空环境下的预警机等飞行器由 于受高寒气候的影响，其关键高分子涂层的老化现 西部典型环境的严酷性主要表现在太阳紫外线 象更为严重。 辐射强、高寒及昼夜温差大、气候异常干燥、地面和 随着西部大开发不断深入开展，各类高分子材 空气中盐分高以及风沙天气频繁等方面。这诸多因 料大量使用在各项设施的建设中，如“西气东输”中 素