隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代汽車制造材料的構(gòu)成發(fā)生了很大的變化，金屬等傳統(tǒng)材料的比例下降，而高分子合成材料的使用則與日俱增。高分子材料大受青睞的原因是其具有原料來源豐富、價(jià)格便宜、性能優(yōu)異、用途廣泛、質(zhì)量輕、易塑形等優(yōu)點(diǎn)；但是，同時(shí)也有著容易因?yàn)槔匣鴮?dǎo)致剛性差，易碎，壽命較短等缺陷。由于高分子材料所固有的特征，如何采取積極的防護(hù)措施減少材料的老化，延長(zhǎng)產(chǎn)品使用壽命就成為人們關(guān)注的話題，本文著重介紹材料老化試驗(yàn)，以便通過選擇適當(dāng)?shù)臏y(cè)試方法了解材料的老化性能，確定高分子材料老化防護(hù)的措施。
一、老化的定義
老化是指隨著時(shí)間的推移，在材料中持續(xù)發(fā)生著各種可逆或不可逆的物化變化。通俗地講，老化就是聚合物材料的性能由好變壞的一個(gè)過程。老化有物理老化和化學(xué)老化兩種類型，理老化是不涉及聚合物分子結(jié)構(gòu)的變化，僅是由于物理作用而發(fā)生的可逆性的變化；化學(xué)老化指聚合物在加工，貯藏，運(yùn)輸和使用過程中，要經(jīng)受各種外界環(huán)境因素，如熱、光照、臭氧、濕熱、空氣污染物、機(jī)械應(yīng)力、高能輻射以及聚合物本身內(nèi)在因素的影響，使聚合物的性能下降的不可逆的變化。
二、老化的現(xiàn)象
老化的現(xiàn)象由于聚合物的種類不同，使用條件各異，因而會(huì)有不同的老化現(xiàn)象和特征，老化現(xiàn)象歸納起來有以下四種情況：
1、外觀的變化。出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)、銀紋、裂縫、噴霜、粉化、發(fā)粘、翹曲、魚眼、起皺焦燒、光學(xué)畸變以及光澤顏色的變化。
2、物理性能的變化。溶解、溶脹性、流變性能以及耐寒、耐熱、耐光、透水、透氣等性能的變化。
3、力學(xué)性能的變化?？箯垙?qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、抗疲勞性能、定伸變形、伸長(zhǎng)率、可塑性能、應(yīng)力松弛、蠕變等性能的變化。
4、電性能的變化。表面電阻、體積電阻、介電常數(shù)、電擊穿強(qiáng)度的變化。





三、影響老化的因素
1、外在因素
(1)氧
氧在橡膠中和橡膠分子發(fā)生游離基鏈鎖反應(yīng)，分子鏈發(fā)生斷裂或過度交聯(lián)，弓i起橡膠性能的改變。氧化作用是橡膠老化的重要原因之一。
(2)臭氧
臭氧的化學(xué)活性比氧高得多，破壞性更大，它同樣是使分子鏈發(fā)生斷裂，但臭氧對(duì)橡膠的作用情況隨橡膠變形與否而不同。當(dāng)作用于變形的橡膠(主要是不飽和橡膠)時(shí)，出現(xiàn)與應(yīng)力作用方向垂直的裂紋，即所謂“臭氧龜裂”；作用于變形的橡膠時(shí)，僅表面生成氧化膜而不龜裂。
(3)熱
提高溫度可引起橡膠的熱裂解或熱交聯(lián)。但熱的基本作用還是催化作用。提高氧擴(kuò)散速度和活化氧化反應(yīng)，從而加速橡膠氧化反應(yīng)速度，這是普遍存在的一種老化現(xiàn)象——熱氧老化。
(4)光
光波越短、能量越大。對(duì)橡膠起破壞作用的是能量較高的紫外線。紫外線除了能直接引起橡膠分子鏈的斷裂和交聯(lián)外，橡膠因吸收光能而產(chǎn)生游離基，引發(fā)并加速氧化鏈反應(yīng)過程。
(5)機(jī)械應(yīng)力
在機(jī)械應(yīng)力反復(fù)作用下，會(huì)使橡膠分子鏈斷裂生成游離荃，引發(fā)氧化鏈反應(yīng)，形成力化學(xué)過程。另外，在應(yīng)力作用下容易引起臭氧龜裂。
(6)水分
水分的作用有兩個(gè)方面：橡膠在潮濕空氣淋雨或浸泡在水中時(shí)，容易被破壞，這是由于橡膠中的水溶性物質(zhì)和清水基團(tuán)等成分被水抽提溶解。特別是在水浸泡和大氣曝露的交替作用下，會(huì)加速橡膠的破壞。但在某種情況下水分對(duì)橡膠則不起破壞作用，甚至有延緩老化的作用。
(7)其他
對(duì)橡膠的作用因素還有化學(xué)介質(zhì)(油、試劑、化學(xué)藥品等)、變價(jià)金屬離子、高能輻射、電和生物等。
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