8章–商品防老化养护.ppt

第8章 商品老化与防老化 学习目标 ●认识高分子的结构、特性，从而了解商品老化的机理。 ●深入理解引起高分子老化的原因。 ●了解商品防老化的主要方法。 第8章 商品老化与防老化 主要内容 8-1 商品老化及特征 8-2 商品老化原因及机理 8-3 商品的防老化 8.1 商品的老化及特征 实例分析 大部分在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素 的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值， 这种现象就是老化。 8.1.1 商品老化的概念 老化是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。 8.1.2 高分子材料的结构、特性及分类 1.高分子材料的结构 （1）近程结构 近程结构包括高分子链的链组成和链结构、链构型三部分. 头-头连接 、头-尾连接 尾-尾连接 线型、 星型、 梳型、体型 几何异构 旋光异构 （2）远程结构 远程结构包括分子的大小与形态，链的柔顺性及分子在各种环境中的构象。 数均分子量Mn和重均分子量Mw。聚合度 临界聚合度 由单键内旋转引起的原子 在空间占据不同位置所构 成的分子链的各种形象称 为高分子链的构象。 高分子链的柔顺性与单键内旋转难易程度有关。 大分子链柔顺性越大链段越短，柔顺性越小链段越长。 高分子在运动时C-C单键 在保持键长和键角不变 的情况下可绕轴任意旋转，这就是单键的内旋转 （3）高分子聚集态结构 高聚物晶态指的是高分子链整齐地排列成为具有周期性结构的有序状态。 晶态结构、非晶态结构、取向结构、织态结构。 2.高分子材料的特性 优点：质轻；比强度高；韧性好，；耐磨性好； 电绝缘性好；耐蚀性；化学稳定性好； 耐腐蚀性；导热系数小。 缺点：易老化，介质的作用下，机械性能变差， 寿命缩短，易燃。 3.高分子材料的分类 分子材料包括有机高分子材料（天然和合成）和无机 高分子材料 按高分子材料受热后形态性能表现，可分为热塑性和热 固性高分子材料 1.高分子材料的老化类型 老化包括物理老化和化学老化两种类型 可逆性的变化 不可逆的变化 2.材料的老化现象 首先是外观的变化。会出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化、 发粘、翘曲、鱼眼、起皱、收缩、焦烧、光学畸变以及光学颜色的变化； 其次是物理性能的变化，包括力学性能、电性能的变化等。例如溶 解性、溶胀性、 流变性张力强度、弯曲强度、剪切强度、冲击强度、 表面电阻、体积电阻、介电常数等的变化。 8.2 商品的老化原因及机理 1.合成过程、成型加工条件的影响 受到溶剂、单体及聚合温度、聚合时间等条件的影响，其分子链的 长短、聚合度等都会受到影响。这些条件的不同，就会影响高分子的 各种性能。 2.外界环境的影响 （1）温度的影响 温度升高，高分子链的运动就会加剧。当这个热能一旦超过化学键 的离解能，就会引起高分子链的热降解或基团脱落。 玻璃化温度Tg，粘流温度Tf 和熔点Tm这三个温度值是表征高分子 性能非常重要的指标。根据这三个值，材料的物理状态可划分为玻璃 态、高弹态、粘流态。不同的使用温度，对高分子材料的使用温度是 不同的。 （2）湿度的影响 水分子能够渗入到高分子材料体系内，使得其体系内的增塑剂和含亲水性 基团等一些水溶性物质被水所溶解、抽提，使维持高分子材料聚集态结构的 分子间作用力改变，从而改变材料的物料组成和比例，加速材料的老化。 （3）氧气的影响 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，从而导致高分子的老化。 （4）光老化 当聚合物所吸收的光能光能大于聚合物的离解能时，就会引起分子链的断裂。 在吸收红外线和可见光后，会致使材料温度的升高。温度升高，则会加剧高 分子材料的老化。 （5）化学介质的影响 一方面是对化学性质的影响 另一方面是对物理性质的影响 （6）生物老化 细菌、霉菌等微生物 昆虫 海生物 8.2.1 商品的老化机理 链的引发： RH — R· R· + O2 — RO2· 链的增加和传递 ： RO2 + RH — ROOH + R·