在高分子材料的使用過(guò)程中, 由于受到熱、氧、水、光、微生物、化學(xué)介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用, 高分子材料的化學(xué)組成和結構會(huì )發(fā)生一系列變化, 物理性能也會(huì )相應變壞, 如發(fā)硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強度等, 這些變化和現象稱(chēng)為老化, 高分子材料老化的本質(zhì)是其物理結構或化學(xué)結構的改變。
材料老化主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。盡管大家都認同產(chǎn)品的耐候性和耐光性很重要。
老化的主要因素:
光照(特別是紫外線(xiàn))
對于經(jīng)久耐用的材料,如大多數涂料、塑料,短波紫外線(xiàn)是引起大部分聚合物老化的原因。然而,對于不是那么經(jīng)久耐用的材料,長(cháng)波紫外線(xiàn)甚至可見(jiàn)光也會(huì )對其造成嚴重的危害。
高溫
當溫度升高時(shí),光的破壞作用也將隨之增大,盡管溫度不影響主要的光致化學(xué)反應,但卻影響后繼的化學(xué)反應。實(shí)驗室老化測試必須提供精確的溫度控制,通常還通過(guò)升溫的方法來(lái)加速老化。
潮濕
露水造成的危害比雨水更大,因為它附著(zhù)在材料上的時(shí)間更長(cháng),形成更為嚴重的潮濕吸收。然而也不能忽視的是溫度驟降造成的熱沖擊。比如當一輛汽車(chē)在一個(gè)炎熱夏日溫度升高卻突然因陣雨而急劇散熱,這種情況下雨水會(huì )產(chǎn)生應力侵蝕。
這三個(gè)因素中的任一個(gè)都會(huì )引起材料老化,而且它們往往同時(shí)發(fā)生,所造成的危害都大于任一因素單獨作用所造成的。因此在實(shí)驗室,有些材料在光照或者潮濕條件的單獨作用下的耐久性好,但在兩者的協(xié)同作用下,往往會(huì )失效。