文/李嘉辰
　　高分子材料环境适应性的表现特征研究
　　文/李嘉辰
　　高分子材料是由相对分子质量比一般有机化合物高得多的高分子化合物为主要成分制成的物质。巨大的分子质量赋予这类有机高分子以崭新的物理、化学性质：可以压延成膜；可以纺制成纤维；可以挤铸或模压成各种形状的构件；可以产生强大的粘结能力；可以产生巨大的弹性形变；并具有质轻、绝缘、高强、耐热、耐腐蚀、自润滑等许多独特的性能。
　　高分子材料；物理性质；化学性质；特性

0　引言

高聚物可以分为硬质的塑料和柔软的棟胶，塑料又分为非网状结构、加热可以流动的热塑性塑料和网状交联结构、不溶、不溶的热固性塑料。热塑性塑料具有永久形变大、耐热性差、耐溶剂性差以及尺寸不稳定等缺点，因此不能作为工程材料来使用，而热固性材料却具有优异的力学性能，能有效的增强使用寿命，防止过快老化。

1　高分子材料环境适应性的表现特征

高分子材料在生产、加工、存储、运输以及使用的过程中，会受到热、氧、光照、水、化学介质、微生物、力甚至电等各种环境因素的综合作用，材料的化学组成或者结构会发生或深或浅的变化，物理和力学性能也会发生相应的变化，最终高分子材料的使用性能受到影响，严重者丧失使用价值。高分子环境适用性的主要特征为：
　　外观变化：材料表面出现发點、变硬、龟裂、变形、变色、粉化、起泡、脱层等现象；物理性质变化：材料的密度、溶解度、比热、耐热性、耐介质性、溶胀率、流变性、透气透水性以及相对分子量等物理性质发生变化；
　　力学性能变化：材料的拉伸强度、伸长率、附着力、弯曲强度、撕裂强度、耐磨强度、弹性、屈烧疲劳强度等力学性能发生变化；
　　电性能的变化：材料的绝缘电阻、导电率、介电常数、介电损耗、击穿电压等电性能的变化；
　　其他性能的变化：材料的质量变化、光学性能、声学性能、导磁性能的变化等。
　　高分子材料在使用过程中，一般不会也不可能同时出现上述的所有现象和变化，往往只是其中一些性能指标发生改变，并且在外观上出现一种或者多种现象为其环境老化特征。如今人们为更换老化的材料、阻止或者延缓材料的老化进程己经付出了昂贵的代价，所以材料环境适应性的研究已经成为当今学者们研究的热点课题之一。
　　对高分子材料进行环境适应性研究可以：
　　预测材料的使用寿命：通过研究材料在特定环境下的使用时间可以对材料在自然环境下的使用寿命进行预测，在达到使用寿命前及时史换马上失效的材料能够预防突发事故的产，为使用安全提供了保障。
　　对材料进行筛选和改进：在研制新材料时，可以通过人加速老化试验来研究材料的老化特性，选择能够满足使用要求的材料，这样大大降低了将材料生产成产品后的使用风险。老化特性的研究也有助子新材料和老材料的对比，促进材料的更新换代。
　　对失效机理的探索：通过对材料进行各种老化试验，不仅以为材料的生产和使用提供依掘，也为材料老化性能的理论研究提供数据基础，通过对老化现象的研究总结，分析推导出材料的老化机理，将老化机理应用到材料研究设计中，这样大大促进材料科的发展》

2　高分子材料的老化类型及机理

高分子材料的老化类型及机理高分子材料的老化主要分为物理老化和化学老化。
　　物理老化是指通过区域链段的布朗运动使分子凝聚态结构从非平衡态向平衡态过渡，进而导致高分子材料的力学性能、物理性能等发生改变的现象。
　　物理老化会减小商分子材料的自由体积，使高分子材料的密度、模量和拉伸强度增加，断裂伸长和冲击强度下降，使材料的使用性能下降。物理老化有以下特点：
　　可逆性：处于准玻璃态的商分材料，在老化过程中其力学性能和热力学函数会渐渐地向玻璃态转变。把已经发物观老化的分了材料加热到液态并迅速冷却到储存温度，其性能乂能恢复到物现老化之前的状态。使样品达到要求的状态或者消除高分子材料的热历史就是根据物理老化可逆性来进行热处理。
　　自减速过程：高分子材料的物理老化是分子链段运动而是自由体积减小的过程，而自由体积的减小又会降低链段的活动性，所以物理老化速率降低，形成自减速过程。
　　物理老化是玻璃态高分子材料的共性：玻璃态高分子材料的链段运动是客观存在，所以物理老化是此类材料的共性，不依赖于材料的结构，仅受到材料所处状态的影响。
　　化学老化：
　　化学老化是高分子材料分子结构改变的结果，是不可逆而且能够恢复的，如塑料制品的脆化。高分子材料的化气：老化主要包括热氧化老化、光氧化老化、高能福射下的降解与交联以及水解降解等类型。
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　　（作者单位：成都理工大学，材料与化学化工学院）
　　

　　北极光 2016年8期