信息记录材料2004年5卷4期第第技术知识介绍高分子材料老化机理初探任圣平,张立(中国电子科技集团公司第33研究所,太原030006):本文分析了各种环境因素对高分子材料的影响,介绍了常用的几种加速老化试验的方法及老化材摘要料防护措施.关键词:高分子材料;老化;机理中图分类号:37116文献标识码:A文章编号:1009-5624(2004)04-0057-04TheAgeingofPolymerMaterialsRENSheng2ping,ZHANGLi(CETCNo.33ResearchInstitute,Taiyuan030006,China)Abstract:Theeffectofenvironmentfactorsontheageingofpolymermaterials,thewaysofartificialagingtestandthewaysofprotectionagainstageingareintroduced.Keywords:polymermaterials;artificialaging;mechanism化是可逆性的变化,化学老化是不可逆的变化.物理老化不涉及聚合物分子结构的变化,仅仅是由于物理作用而发生的变化.化学老化是指聚合物(包括塑料,橡胶,纤维,涂料,黏合剂等)在加工,储存,运输和使用过程中,经受各种外界环境因素(如热,光照,氧,臭氧,湿气等)的影响,使聚合物的性能下降,以至于最后丧失使用价值的现象.通常我们说的老化指的是化学老化.1.1老化现象1材料的老化大多数信息记录介质的构造都离不开高分子材料作为承载的基体,如用于软磁盘的聚酯薄膜(PET),用于光盘的聚碳酸酯(PC)和有机玻璃(PMMA)等,由于高分子材料具有老化的固有特征,这些记录介质的固有寿命以及如何采取积极的防护措施延长寿命就成为人们关注的话题.本文着重探讨材料老化的机理.通俗地讲,老化就是聚合物材料的性能由好变坏的一个过程.随着时间的推移,在材料中持续发生着各种可逆或不可逆的物化变化,造成了材料老化.老化有物理老化和化学老化两种类型,物理老收稿日期:2004-05-17作者简介:任圣平(1965-),女,高工,山西人,主要从事信息记录介质加固技术研究.Email:rep650529@163.com由于聚合物品种不同,使用条件各异,因而有不同的老化现象和特征.例如农用塑料薄膜经过日晒雨淋后发生变色,变脆,透明度下降.航空有机玻璃用久后出现银纹,透明度下降.橡胶制品长久使用后弹性下降,变硬,开裂或者变软,发粘;涂料长久使用后发生失光,粉化,气泡,剥落等.老化现象归纳起来有下列4种变化:(1)外观的变化出现污渍,斑点,银纹,裂缝,喷霜,粉化,发粘,翘曲,鱼眼,起皱,收571994-2007ChinaAcademicJournalElectronicPublishingHouse.Allrightsreserved.http://www.cnki.netTECHNICALKONWLEDGEInformationRecordingMaterials2004Vol.5No.4缩,焦烧,光学畸变以及光学颜色的变化.(2)物理性能的变化包括溶解性,溶胀性,流变性能以及耐寒,耐热,透水,透气等性能的变化;(3)力学性能的变化包括:张力强度,弯曲强度,剪切强度,冲击强度,相对伸长率,应力松驰等性能的变化.(4)电性能的变化如表面电阻,体积电阻,介电常数,电击穿强度等的变化.1.2老化因素影响聚合物发生老化的因素有内在和外在的两种因素,内在的因素包括以下几种:(1)聚合物的化学结构聚合物发生老化与本身的化学结构有密切关系,化学结构的弱键部位容易受到外界因素的影响发生断裂成为自由基.这种自由基是引发自由基反应的起始点.(2)物理形态聚合物的分子键有些是有序排列的,有些是无序的.有序排列的分子键可形成结晶区,无序排列的分子键为非晶区,很多聚合物的形态并不是均匀的,而是半结晶状态,既有晶区也有非晶区,老化反应首先从非晶区开始.(3)立体归整性聚合物的立体归整性与它的结晶度有密切关系.一般地,规整的聚合物比无规聚合物耐老化性能好.(4)分子量及其分布一般情况,聚合物的分子量与老化关系不大,而分子量的分布对聚合物的老化性能影响很大,分布越宽越容易老化,因为分布越宽端基越多,越容易引起老化反应.外在的因素有化学的因素,物理的因素和生物的因素.物理的因素包括:光,热,高能辐射,机械作用力以及各种霉菌对聚合物的破坏.1.3老化机理[1]聚合物的化学老化是聚合物分子结构变化的结果,例如,塑料的变软就是聚合物分子降解的结果,塑料变硬就是聚合物分子交联的结果,橡胶的龟裂是橡胶的