结论 33

致谢 34

参考文献 35

第一章 绪论

1。1 高分子材料的老化

高分子材料在航空航天、家用电器、汽车、医疗用品、国防科技等方面有着广泛应用。 但是高分子材料在加工、使用时，由于紫外光的照射、氧气的作用、热的作用等使得材料 的物理性能和化学性能持续下降，在有些性能下降到超过材料的性能允许使用范围之后， 材料便失去能够被继续使用的价值，这类现象称为高分子材料的老化。老化的存在减短了 高分子材料的使用寿命。

高分子材料的老化时发生的化学反应一般有交联和降解两种。降解反应会使得聚合物 机械性能降低。交联会使聚合物分子链之间相互连接。聚合物材料在适当的交联后，可以 提高其一些物理性能，比如提高材料的拉伸强度玻璃化温度等，还可以在一定程度上提高 材料的耐热性能，但当交联反应进行到一定程度之后，聚合物会逐渐形成三维网状结构， 材料会发硬并逐渐变成不溶、不熔的产物。

1。1。1 老化的表现

由于高分子材料有着各种形态及本身存在多分散性，使用条件各不相同， 因此有不 同的老化的表现及特点，比如橡皮筋使用时间过长后，弹性会下降，容易断裂；家用涂料 时间久了会从墙体脱落；农业上使用的大棚薄膜使用时间久了透明性会下降等。老化过程 中，聚合物各种方面的性能都会有一定程度的下降。

1。1。2 老化的种类

高分子材料的老化包括热氧老化、光老化。 在聚合物加工和使用的过程中一般都会有热氧老化存在，热氧老化主要包括三个阶

段：热降解、热氧化降解和水解。在聚合物发生降解时水的存在会加速聚合物的老化，在 聚合物的加工之前，如果没有对材料进行干燥处理，聚合物容易发生水解从而减弱了聚合 物的使用性能。

光老化则是指在紫外光的照射作用下，聚合物材料分子链上的一些化学键的键能小于 紫外光的能量，会从紫外光中吸收能量使分子链断裂造成材料的老化[1]。

1。1。3 影响老化的因素

内在因素：由于聚合物分子链上存在许多弱点，在这些弱点上容易与氧发生许多复杂 的反应，使高分子材料发生氧化和降解。

外在原因：第一方面是由于外界环境的影响，比如空气的湿度、温度还有阳光的照射 等都会对聚合物材料的老化有一些影响。另外还有一些化学因素的影响，包括氧气、化学 试剂、酸碱度、臭氧等。这些因素的存在都会在一定程度上加速聚合物的老化。

1。1。4 防老化的措施

1。 一种是在其化学结构上改进，改善高分子的结构以提高其抗老化性能。如改进聚合 和加工工艺，对聚合物进行改性等。

2。 另一种防老化措施则是添加防老剂，其中抗氧剂是目前来说最主要的防止高分子材 料热氧老化的方法，材料一般在空气中最容易发生的是光老化，光稳定剂可以有效防止材 料的光老化[2]。另外还有一些其他的聚合物材料添加剂，比如抗氧剂可以在一定程度上有 效防止聚合的热氧老化。

3。  在材料表面涂上一些涂料也可以在一定程度上防止材料的老化。

1。2 抗氧剂

抗氧剂是一类通过一系列化学反应，阻止聚合物材料老化的链式反应，达到阻止聚合 物老化目的的化学物质。当它少量存在于聚合物中时，就可以大幅度提高聚合物的耐老化 性能。抗氧剂一般在聚合物中的用量在 0。05%-1%之间。由于低分子量的抗氧剂会因为挥 发、迁移和水萃取等一些原因而被消耗，因而导致材料抗氧化性能降低[3]。高效的抗氧剂 应该保证其在聚合物使用寿命之内不会因为一些物理原因而被消耗[4]。因此近几年来，有 很多关于抗氧剂的研究是在向着高分子量的抗氧剂方面发展。