Zu den polymeren Werkstoffen gehören Kunststoffe, Gummi, Fasern, Folien, Klebstoffe und Beschichtungen. Da sie viele potenzielle Eigenschaften aufweisen, die denen herkömmlicher Strukturmaterialien überlegen sind, werden sie zunehmend im Bereich militärischer und ziviler Produkte eingesetzt.
Doch in den Prozess, Lagerung und Verwendung, durch Licht, Wärme, Sauerstoff, Wasser, energiereiche Strahlung, chemische und biologische Erosion und andere interne und externe Faktoren, die chemische Zusammensetzung und Struktur von Polymer-Materialien wird eine Reihe von Veränderungen in den physikalischen Eigenschaften werden entsprechend verändert, wie Härte, Viskosität, spröde, Verfärbung, Verlust der Festigkeit, und so weiter, dieses Phänomen ist die Alterung von Polymer-Materialien.
Die Alterung von Polymerwerkstoffen ist eine Veränderung der physikalischen oder chemischen Struktur, die sich in einer allmählichen Verschlechterung der Leistungsfähigkeit des Materials äußert und zu einem Verlust des Gebrauchswertes führt. Das Alterungsversagen von Polymerwerkstoffen ist zu einem der Hauptprobleme geworden, das die weitere Entwicklung und Anwendung von Polymerwerkstoffen einschränkt.

Phänomen der Alterung
Aufgrund der verschiedenen Sorten von Polymermaterialien, die Verwendung von verschiedenen Bedingungen, so gibt es unterschiedliche Alterungserscheinungen und Eigenschaften. Zum Beispiel, landwirtschaftliche Kunststoff-Folie nach Sonne und regen nach dem Auftreten von Verfärbung, spröde, verringerte Transparenz; Luftfahrt Plexiglas mit einer langen Zeit nach der Entstehung von Silber Korn, verringerte Transparenz; Gummiprodukte nach einer langen Zeit nach dem Rückgang der Elastizität, Härten, Risse oder weich, klebrig; Farbe nach einer langen Zeit nach dem Auftreten von Verlust von Licht, Kreidung, Blasen, Abblättern, und so weiter.
Das Phänomen der Alterung lässt sich in den folgenden vier Veränderungen zusammenfassen:
1, Aussehen ändert sich
Auftreten von Flecken, Flecken, Silber, Rissen, Sprühfrost, Kreidung, Klebrigkeit, Verziehen, Fischaugen, Falten, Schrumpfung, Verbrennung, optischen Aberrationen und optischen Farbveränderungen.
2, Änderungen der physikalischen Eigenschaften
Dazu gehören Löslichkeit, Quellung, rheologische Eigenschaften sowie Kälte, Wärme, Wasserdurchlässigkeit, Luftdurchlässigkeit und andere Leistungsänderungen.
3, Änderungen der mechanischen Eigenschaften
Zugfestigkeit, Biegefestigkeit, Scherfestigkeit, Schlagfestigkeit, relative Dehnung, Spannungsrelaxation und andere Leistungsänderungen.
4, Veränderungen der elektrischen Eigenschaften
Dazu gehören der Oberflächenwiderstand, der Volumenwiderstand, die Dielektrizitätskonstante, die elektrische Durchschlagsfestigkeit und andere Veränderungen.

Alterungsfaktoren
Die physikalischen Eigenschaften von Polymerwerkstoffen stehen in engem Zusammenhang mit ihrer chemischen Struktur, der Aggregatzustandsstruktur.
Die chemische Struktur ist die lange Kettenstruktur von Makromolekülen, die durch kovalente Bindungen miteinander verbunden sind, und die Aggregatstruktur ist die räumliche Struktur vieler Makromoleküle, die durch intermolekulare Kräfte angeordnet und gestapelt sind, z. B. kristalliner, amorpher, kristallin-amorpher Zustand. Zu den intermolekularen Kräften, die die Aggregatstruktur aufrechterhalten, gehören Ionenbindungen, Metallbindungen, kovalente Bindungen und Van-der-Waals-Kräfte.
Umwelteinflüsse können zu Veränderungen der intermolekularen Kräfte oder sogar zum Bruch von Ketten oder zur Abspaltung bestimmter Gruppen führen, was letztlich die Aggregatzustandsstruktur des Materials zerstört und die physikalischen Eigenschaften des Materials verändert. In der Regel gibt es zwei Arten von Faktoren, die sich auf die Alterung von Polymermaterialien auswirken: intrinsische Faktoren und extrinsische Faktoren.

Intrinsische Faktoren
1, die chemische Struktur des Polymers
Polymer Alterung und seine eigene chemische Struktur ist eng mit der schwachen Bindung der chemischen Struktur der Website ist anfällig für den Einfluss von externen Faktoren zu brechen in freie Radikale. Dieses freie Radikal ist der Ausgangspunkt für die freie Radikalreaktion.
2、Physikalische Form
Einige der Molekülbindungen der Polymere sind geordnet, andere ungeordnet. Geordnete Anordnung von Molekülbindungen kann einen kristallinen Bereich bilden, ungeordnete Anordnung von Molekülbindungen für den amorphen Bereich, viele Polymere sind nicht einheitlich, sondern halbkristallinen Zustand, sowohl kristalline und amorphe Bereiche, die Alterung Reaktion zunächst aus dem amorphen Bereich.
3, dreidimensionale Normalisierung
Die dreidimensionale Integration von Polymeren und ihr Kristallinitätsgrad stehen in einem engen Zusammenhang. Im Allgemeinen haben regelmäßige Polymere eine bessere Alterungsbeständigkeit als zufällige Polymere.
4、Molekulargewicht und seine Verteilung
Im Allgemeinen hat das Molekulargewicht des Polymers wenig mit der Alterung zu tun, aber die Verteilung des Molekulargewichts hat großen Einfluss auf die Alterungsleistung des Polymers: Je breiter die Verteilung, desto leichter ist die Alterung, denn je breiter die Verteilung, desto mehr Endgruppen, desto leichter ist die Alterungsreaktion.
5, Spurenmetallverunreinigungen und andere Verunreinigungen
Polymer in der Verarbeitung, und Metall-Kontakt, kann mit Spuren von Metallen gemischt werden, oder in der Polymerisation, Restmetall-Katalysatoren, die die automatische Oxidation (dh, Alterung) der initiierenden Rolle beeinflussen wird.

Externe Faktoren
1, die Auswirkung der Temperatur
Temperaturerhöhungen, die Polymer-Kette Bewegung intensiviert, sobald mehr als die Dissoziationsenergie der chemischen Bindung, wird es zu thermischen Abbau von Polymer-Kette oder Gruppe Shedding, der thermische Abbau von Polymer-Materialien haben eine große Anzahl von Literatur berichtet; Temperatursenkung, oft Auswirkungen auf die mechanischen Eigenschaften des Materials. In engem Zusammenhang mit den mechanischen Eigenschaften des kritischen Temperaturpunktes, einschließlich der Glasübergangstemperatur, der viskosen Fließtemperatur und des Schmelzpunktes, kann der physikalische Zustand des Materials in Glas, hochelastischen Zustand, viskosen Fließzustand unterteilt werden.

2, die Wirkung der Feuchtigkeit
Die Wirkung von Feuchtigkeit auf Polymer-Materialien kann auf die Quellung und Auflösung von Wasser auf das Material zurückzuführen sein, um die Struktur des Polymer-Materials Aggregatzustand der intermolekularen Kräfte ändern, wodurch die Aggregation Zustand des Materials, vor allem für nicht vernetzte amorphe Polymere, die Wirkung der Feuchtigkeit ist extrem offensichtlich, wird das Polymer-Material Schwellung und sogar Aggregatzustand Desintegration, so dass die Leistung des Materials beschädigt wird; für die Kristallisation von Kunststoffen oder Fasern, aufgrund der Existenz von Feuchtigkeit Infiltration Grenzen, die Wirkung der Feuchtigkeit ist nicht offensichtlich. Für die kristalline Form von Kunststoffen oder Fasern, aufgrund der Existenz von Wasser Eindringen Einschränkungen, die Wirkung der Feuchtigkeit ist nicht sehr offensichtlich.
3, der Einfluss von Sauerstoff
Sauerstoff ist die Hauptursache für die Alterung von Polymermaterialien, aufgrund der Durchlässigkeit von Sauerstoff, kristalline Polymere mehr amorphe Polymere resistent gegen Oxidation. Sauerstoff ersten Angriff auf die schwachen Verbindungen in der Polymer-Hauptkette, wie Doppelbindungen, Hydroxyl, tertiäre Kohlenstoffatome auf den Wasserstoff und andere Gruppen oder Atome, die Bildung von Polymer-Peroxyl-Radikale oder Peroxide, und dann in diesem Teil der Hauptkette durch den Bruch der Schwere der Polymer-Molekulargewicht verursacht sank deutlich, die Glasübergangstemperatur reduziert wird, so dass das Polymer viskos wird, in Gegenwart von einigen leicht zu zersetzen in freie Radikale des Initiators oder der Übergangsmetall-Elemente, gibt es eine Tendenz zur Verschärfung der Oxidationsreaktion. Oxidationsreaktion Trend.
4、Lichtalterung
Polymer durch Licht bestrahlt, ob oder nicht zu verursachen molekulare Kette Bruch hängt von der relativen Größe der Lichtenergie und Dissoziation Energie und die Empfindlichkeit der chemischen Struktur des Polymers auf Lichtwellen. Aufgrund der Anwesenheit der Ozonschicht auf der Oberfläche der Erde und der Atmosphäre, kann der Boden des Sonnenlichts Wellenlängenbereich von 290 ~ 4300nm zu erreichen, ist die Lichtwellenenergie größer als die Dissoziationsenergie der chemischen Bindung ist nur die ultraviolette Region der Lichtwelle, wird das Polymer chemische Bindung Bruch verursachen.
Zum Beispiel, die ultraviolette Wellenlänge von 300 ~ 400nm, kann durch Polymere mit Carbonyl-und Doppelbindung absorbiert werden, und machen die makromolekulare Kette Bruch, chemische Struktur zu ändern, und machen das Material Performance Verschlechterung; Polyethylenterephthalat 280nm von ultraviolettem Licht hat eine starke Absorption, das Abbauprodukt ist vor allem CO, H, CH; enthält nur C-C-Bindung Polyolefin auf der UV-Licht-Absorption, aber in Anwesenheit einer kleinen Menge von Verunreinigungen, wie Carbonyl, ungesättigte, und das Abbauprodukt, die Polyolefine sind nicht absorbiert, aber in Anwesenheit einer kleinen Menge von Verunreinigungen. In Anwesenheit einer geringen Anzahl von Verunreinigungen, wie Carbonyl, ungesättigte Bindungen, Hydroperoxidgruppen, Katalysatorrückstände, aromatische Kohlenwasserstoffe und Übergangsmetallelemente, kann die Photooxidationsreaktion von Polyolefinen jedoch gefördert werden.
5, der Einfluss des chemischen Mediums
Chemische Agenzien dringen nur in das Innere der polymeren Materialien, um eine Rolle zu spielen, diese Rollen gehören die Rolle der kovalenten Bindungen und die Rolle der subvalenten Bindungen von zwei Kategorien. Die Rolle der kovalenten Bindungen manifestiert sich als Polymerkettenbruch, Vernetzung, Addition oder eine Kombination dieser Rollen, die ein irreversibler chemischer Prozess ist; chemische Medien auf die Zerstörung der sekundären Wertigkeit der Bindung, obwohl es nicht zu einer Veränderung der chemischen Struktur, aber die Aggregation der Struktur des Materials wird geändert, so dass die physikalischen Eigenschaften der entsprechenden Änderungen.
Physikalische Veränderungen wie Spannungsrissbildung, Solvatationsrissbildung, Plastifizierung usw. sind typische Erscheinungsformen der chemischen Medienalterung von Polymerwerkstoffen.
Die Methode zur Beseitigung der Solvatation Rissbildung ist es, die innere Spannung des Materials zu beseitigen, und Glühen nach dem Formvorgang des Materials ist förderlich für die Beseitigung der inneren Spannung des Materials. Plastifizierung ist in der flüssigen Medium und Polymer-Materialien in ständigem Kontakt mit der Gelegenheit, Polymer und kleine Moleküle Wechselwirkungen zwischen dem Medium teilweise ersetzt die Wechselwirkung zwischen dem Polymer, so dass die Polymer-Kettensegmente sind leichter zu bewegen, manifestiert sich als eine Verringerung der Glasübergangstemperatur, das Material der Festigkeit, Härte und Elastizitätsmodul verringert, die Bruchdehnung erhöht, und so weiter.
6, biologische Alterung
Da Kunststoffprodukte bei der Verarbeitung fast alle eine Vielzahl von Zusatzstoffen verwenden, werden sie oft zu einer Quelle von Schimmelnährstoffen. Schimmelpilzwachstum absorbiert Nährstoffe auf der Oberfläche und im Inneren des Kunststoffs und werden Myzel, Myzel ist ein Dirigent, so dass die Isolierung des Kunststoffs verringert, Gewichtsänderungen, und wenn es eine schwere Peeling werden. Die Stoffwechselprodukte des Schimmelpilzwachstums enthalten organische Säuren und Toxine, die die Oberfläche des Kunststoffs klebrig erscheinen lassen, Verfärbung, Sprödigkeit, Glanzminderung und andere Phänomene, und auch langfristigen Kontakt mit dem schimmeligen Kunststoff Menschen mit Krankheiten infiziert machen wird.
Natürliche Polysaccharid-Makromoleküle und ihre modifizierten Verbindungen können durch Mischen und Modifizieren mit Allzweckkunststoffen zu biologisch abbaubaren Einwegfolien, Platten, Behältern, geschäumten Produkten usw. verarbeitet werden, und ihre Abfälle können durch den Einsatz von natürlichen Polysaccharid-Makromolekül-Zersetzungsenzymen wie Amylase, die in der natürlichen Umwelt weit verbreitet sind, schrittweise zu kleinen Molekülverbindungen hydrolysiert und schließlich zu umweltfreundlichem Kohlendioxid und Wasser zersetzt werden, die in die Biosphäre zurückgeführt werden können. Aufgrund dieser Vorteile sind natürliche Polysaccharid-Polymerverbindungen, wie sie die Stärke darstellt, nach wie vor ein wichtiger Bestandteil abbaubarer Kunststoffe.