老化

　　老化是指高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受內(nèi)外因素的綜合作用，其性能逐漸變壞，以致最后喪失使用價(jià)值的現(xiàn)象。老化是一種不可逆的變化，它是高分子材料的通病。但是人們可以通過對(duì)高分子老化過程的研究，采取適當(dāng)?shù)姆览匣�措施，提高材料的耐老化的性能，延緩老化的速率，以達(dá)到延長(zhǎng)使用壽命的目的。
　　發(fā)生老化的原因主要是由于結(jié)構(gòu)或組分內(nèi)部具有易引起老化的弱點(diǎn)，如具有不飽和雙鍵、過氧化物、支鏈、羰基、末端上的羥基，等等。外界或環(huán)境因素主要是陽(yáng)光、氧氣、臭氧、熱、水、機(jī)械應(yīng)力、高能輻射、電、工業(yè)氣體（如二氧化碳、硫化氫等）、海水、鹽霧、霉菌、細(xì)菌、昆蟲，等等。
　　從結(jié)構(gòu)上的原因來說，聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因?yàn)镃—F鍵的鍵能比C—H鍵的鍵能大，它起著保護(hù)碳鏈的作用。聚丙烯不如聚乙烯耐老化，這是因?yàn)榫郾�烯的碳鏈上有甲基，甲基碳原子上的氫原子比較容易脫去。由于聚酰胺鏈上有羧基，聚酯纖維中的酯鍵容易水解，因此也容易老化。又如二烯烴聚合的橡膠中含C=C雙鍵，容易發(fā)生熱氧老化、光氧老化、臭氧老化。由于橡膠常在應(yīng)力條件下使用，比較容易發(fā)生臭氧龜裂，因此臭氧老化是橡膠老化的主要原因。氯丁橡膠由于含有吸電子基的氯原子，因而較耐老化。
　　聚合物由于結(jié)構(gòu)上的弱點(diǎn)而在一定外界條件下發(fā)生的各種老化現(xiàn)象如前所述。有的聚合物沒有上述情況也會(huì)發(fā)生老化，如受到輻射特別是高能輻射時(shí)，化學(xué)鍵就會(huì)發(fā)生斷裂，即使是近紫外光輻射也能足夠打開一般的單鍵（C—H、O—H那樣的強(qiáng)鍵除外）。
　　防止老化的措施
　　從發(fā)生老化的原因來看，一個(gè)主要原因是在高分子結(jié)構(gòu)本身。因此，改善高分子的結(jié)構(gòu)以提高老化的能力是很重要的。例如，橡膠在硫化以后，依然存在著不飽和雙鍵，而橡膠制品在使用時(shí)又難于避免日光、氧氣、臭氧等的侵蝕，所以人們研究合成新的品種就應(yīng)避免或大大減少橡膠的高分子鏈上的雙鍵。當(dāng)納塔①等人用絡(luò)合催化劑定向聚合了聚乙烯以后，他們就預(yù)測(cè)可以用乙烯和丙烯兩種單體經(jīng)共聚制成彈性體，后來，果然合成了二元乙兩橡膠，乙丙橡膠區(qū)別于其他合成橡膠在結(jié)構(gòu)上的一大特點(diǎn)就是主鏈中不含雙鍵，完全飽和，使它成為最耐臭氧、耐化學(xué)品、耐高溫的耐老化橡膠。但是，乙丙橡膠也帶來聚二烯橡膠所沒有的缺點(diǎn)，如硫化速率慢，不易跟金屬粘合等。于是人們又研究在乙丙橡膠上接上易硫化的第三單體，以提高硫化速率。目前，乙丙橡膠已成為合成橡膠中有發(fā)展前途的一個(gè)品種。高分子科學(xué)和生產(chǎn)工藝的發(fā)展，將不斷地改進(jìn)高聚物的性能，使它們延緩老化并延長(zhǎng)使用壽命。
　　其次是在合成材料加工過程中添加防老劑。如添加防止氧氣或臭氧引起老化的抗氧劑，添加紫外光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、防霉劑，等等。
　　再次，還可以用物理防護(hù)的方法，如涂漆、鍍金屬、浸涂防老劑溶液等。
　　總之，對(duì)聚合物的老化和防老化的研究是高分子科學(xué)和技術(shù)的一個(gè)重大問題。在選擇單體、改進(jìn)加工聚合方法、添加防老劑、保護(hù)制品表面等方面，雖已取得顯著成果，但仍需進(jìn)行深入的研究。