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高分子聚合物的降解老化因素

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高分子聚合物的降解老化因素聚合物加工常常是在高温和应力作用下进行的。因此,聚合物大分子可能由于受到热和应力的作用或由于高温下聚合物中微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧的作用而导致分子量降低,大分子结构改变等化学变化。通常称分子量降低的作用为降解(或裂解)。加工过程中聚合物的降解一般难予完全避免。除了少数有意进行的降解以外,加工过程的降解大多是有害的。轻度降解会使聚合物带色,进一步降解会使聚合物分解出低分子物质、分子量(或粘度)降低,制品出现气饱和流纹等弊病,并因此削弱制品的各项物理机械性能。严重的阵解会使聚合物焦化变黑,产生大量的分解物质,甚至分解产物连同未完全分解的聚合物会从加热料简中猛烈喷出,使加工过程不能顺利进行。一般情况下,轻度的降解并不形成新的物质,而是形成一些比原始聚合物分子量低但聚合度不同的同类大分子。严重降解队使聚合物破坏而得到单体或其它低分子物。了解聚合物降解过程的机理和基本规律对聚合物加工有着更妥意义,例如为了工艺上的目的需要利用降解反应时,要设法使降解作用加强,而为提高加工制品的质量和使用寿命时则尽可能减少降解反应的程度。一、加工过程中聚合物降解机理加工过程由热、应力、空气巾氧气以及微量水分、酸、碱等杂质引起的降解往往是同时存在的,所以实际上的降解过程非常复杂至今仍有不同的解释。但就降解过程发生的化学变化来看,包括了大分子的断链,支化和交联几种作用。过程中不断有化学键断裂,同时伴随着新键的产生和聚合物结构的改变。按降解过程化学反应的特征可以将降解分为链锁降解和无规降解两种情况。(一)聚合物结构的影响大多数聚合物都是以共价键结合起来的,共价键断裂的过程就是吸收能量的过没如果加工时提供的能量等于或大于健能时则容易发生降解。但键能的大小还与聚合物分子的结构有关。分子内的共份健彼此影响,例如主链上伯碳原子的键能依次大于仲碳原子、叔破原子和季碳原子。因此,大分子链中与叔碳原子或李碳原子相邻的键都是不很稳定的。所以主链中含有权碳原子的聚丙烯比聚乙烯的稳定性差,轻易发生降解。当主链中含有-c—C=C 一结构时,在双樱 6 位置上的单键也具有相对的不稳定性,因此橡胶比其它饱和聚合物更容易发生降解。主链上 c—C 键的键能还受到侧镀上取代基和原子的影响。极性大和分布规整的取代基能增加主镀 C—c 键的强度,提高聚合物的稳定性,而不规整的取代基则降低聚合物的稳定性。主链上...

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