{"id":6339,"date":"2023-12-22T10:19:18","date_gmt":"2023-12-22T10:19:18","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=6339"},"modified":"2026-04-28T10:42:23","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:23","slug":"how-do-polymers-age","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/fr\/how-do-polymers-age\/","title":{"rendered":"Comment les polym\u00e8res vieillissent-ils ?"},"content":{"rendered":"

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Quick answer:<\/strong> A practical stabilization strategy starts with the degradation risk first, then screens the additive package around processing conditions, service life, and appearance requirements.<\/p>\n

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Les mat\u00e9riaux polym\u00e8res comprennent les plastiques, le caoutchouc, les fibres, les films, les adh\u00e9sifs et les rev\u00eatements. Parce qu'ils poss\u00e8dent de nombreuses propri\u00e9t\u00e9s potentielles sup\u00e9rieures \u00e0 celles des mat\u00e9riaux structurels traditionnels, ils sont de plus en plus utilis\u00e9s dans le domaine des produits militaires et civils.
\nToutefois, au cours du processus, du stockage et de l'utilisation, sous l'effet de la lumi\u00e8re, de la chaleur, de l'oxyg\u00e8ne, de l'eau, des rayonnements \u00e0 haute \u00e9nergie, de l'\u00e9rosion chimique et biologique et d'autres facteurs internes et externes, la composition chimique et la structure des mat\u00e9riaux polym\u00e8res subiront une s\u00e9rie de modifications des propri\u00e9t\u00e9s physiques, telles que la duret\u00e9, la viscosit\u00e9, la fragilit\u00e9, la d\u00e9coloration, la perte de r\u00e9sistance, et ainsi de suite, ce ph\u00e9nom\u00e8ne \u00e9tant le vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res.
\nLa nature du vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res est la modification de la structure physique ou chimique, qui se manifeste par un d\u00e9clin progressif des performances du mat\u00e9riau, et la perte de sa valeur d'usage. La d\u00e9faillance due au vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res est devenue l'un des principaux probl\u00e8mes qui limitent le d\u00e9veloppement et l'application des mat\u00e9riaux polym\u00e8res.<\/p>\n

Ph\u00e9nom\u00e8ne de vieillissement
\nEn raison des diff\u00e9rentes vari\u00e9t\u00e9s de mat\u00e9riaux polym\u00e8res, de l'utilisation de conditions diff\u00e9rentes, les ph\u00e9nom\u00e8nes de vieillissement et les caract\u00e9ristiques sont diff\u00e9rents. Par exemple, les films plastiques agricoles se d\u00e9colorent sous l'effet du soleil et de la pluie, deviennent cassants et perdent de leur transparence ; le plexiglas pour l'aviation pr\u00e9sente depuis longtemps un grain argent\u00e9 et perd de sa transparence ; les produits en caoutchouc perdent longtemps de leur \u00e9lasticit\u00e9, durcissent, se fissurent ou deviennent mous et collants ; les peintures perdent longtemps de leur luminosit\u00e9, se salissent, font des bulles, s'\u00e9caillent, etc.
\nLe ph\u00e9nom\u00e8ne du vieillissement est r\u00e9sum\u00e9 dans les quatre changements suivants :
\n1, changements d'apparence
\nApparition de taches, de points, d'argent, de fissures, de givre de pulv\u00e9risation, de farinage, de collage, de gauchissement, d'yeux de poisson, de rides, de r\u00e9tr\u00e9cissement, de br\u00fblures, d'aberrations optiques et de changements de couleur optique.
\n2, modifications des propri\u00e9t\u00e9s physiques
\nNotamment la solubilit\u00e9, le gonflement, les propri\u00e9t\u00e9s rh\u00e9ologiques, ainsi que le froid, la chaleur, la perm\u00e9abilit\u00e9 \u00e0 l'eau, la perm\u00e9abilit\u00e9 \u00e0 l'air et d'autres changements de performance.
\n3, modifications des propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques
\nR\u00e9sistance \u00e0 la traction, r\u00e9sistance \u00e0 la flexion, r\u00e9sistance au cisaillement, r\u00e9sistance aux chocs, allongement relatif, relaxation des contraintes et autres changements de performance.
\n4, modifications des propri\u00e9t\u00e9s \u00e9lectriques
\nIl s'agit notamment de la r\u00e9sistance de surface, de la r\u00e9sistance de volume, de la constante di\u00e9lectrique, de la r\u00e9sistance \u00e0 la rupture \u00e9lectrique et d'autres changements.<\/p>\n

Facteurs de vieillissement
\nLes propri\u00e9t\u00e9s physiques des mat\u00e9riaux polym\u00e8res sont \u00e9troitement li\u00e9es \u00e0 leur structure chimique et \u00e0 leur structure d'agr\u00e9gation.
\nLa structure chimique est la longue cha\u00eene de macromol\u00e9cules reli\u00e9es par des liaisons covalentes, et la structure agr\u00e9g\u00e9e est la structure spatiale de nombreuses macromol\u00e9cules dispos\u00e9es et empil\u00e9es par des forces intermol\u00e9culaires, telles que l'\u00e9tat cristallin, amorphe, cristallin-amorphe. Les forces intermol\u00e9culaires qui maintiennent la structure agr\u00e9g\u00e9e comprennent la liaison ionique, la liaison m\u00e9tallique, la liaison covalente et les forces de van der Waals.
\nLes facteurs environnementaux peuvent entra\u00eener des changements dans les forces intermol\u00e9culaires, voire la rupture de cha\u00eenes ou le d\u00e9tachement de certains groupes, ce qui finira par d\u00e9truire la structure de l'\u00e9tat d'agr\u00e9gation du mat\u00e9riau et en modifiera les propri\u00e9t\u00e9s physiques. Il existe g\u00e9n\u00e9ralement deux types de facteurs affectant le vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res : les facteurs intrins\u00e8ques et les facteurs extrins\u00e8ques.<\/p>\n

Facteurs intrins\u00e8ques
\n1, la structure chimique du polym\u00e8re
\nLe vieillissement des polym\u00e8res et leur propre structure chimique sont \u00e9troitement li\u00e9s \u00e0 la faible liaison de la structure chimique du site, qui est susceptible de se d\u00e9composer en radicaux libres sous l'influence de facteurs externes. Ce radical libre est le point de d\u00e9part de la r\u00e9action radicalaire.
\n2\u3001Forme physique
\nCertaines des liaisons mol\u00e9culaires des polym\u00e8res sont ordonn\u00e9es et d'autres sont d\u00e9sordonn\u00e9es. L'arrangement ordonn\u00e9 des liaisons mol\u00e9culaires peut former une zone cristalline, l'arrangement d\u00e9sordonn\u00e9 des liaisons mol\u00e9culaires pour la zone amorphe, de nombreux polym\u00e8res ne sont pas uniformes, mais dans un \u00e9tat semi-cristallin, \u00e0 la fois dans les zones cristallines et amorphes, la r\u00e9action de vieillissement se produisant d'abord dans la zone amorphe.
\n3, normalisation tridimensionnelle
\nL'int\u00e9gration tridimensionnelle des polym\u00e8res et leur degr\u00e9 de cristallinit\u00e9 sont \u00e9troitement li\u00e9s. D'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, les polym\u00e8res r\u00e9guliers ont une meilleure r\u00e9sistance au vieillissement que les polym\u00e8res al\u00e9atoires.
\n4\u3001Poids mol\u00e9culaire et sa r\u00e9partition
\nD'une mani\u00e8re g\u00e9n\u00e9rale, le poids mol\u00e9culaire du polym\u00e8re a peu de rapport avec le vieillissement, mais la distribution du poids mol\u00e9culaire a une grande influence sur la performance de vieillissement du polym\u00e8re, plus la distribution est large, plus il est facile de vieillir, car plus la distribution est large, plus il y a de groupes terminaux, plus il est facile de provoquer une r\u00e9action de vieillissement.
\n5, impuret\u00e9s de m\u00e9taux traces et autres impuret\u00e9s
\nLe polym\u00e8re dans le traitement, et le contact avec le m\u00e9tal, peuvent \u00eatre m\u00e9lang\u00e9s avec des traces de m\u00e9taux, ou dans la polym\u00e9risation, des catalyseurs m\u00e9talliques r\u00e9siduels, qui affecteront l'oxydation automatique (c'est-\u00e0-dire, le vieillissement) du r\u00f4le d'initiateur.<\/p>\n

Facteurs externes
\n1, l'effet de la temp\u00e9rature
\nLa temp\u00e9rature augmente, le mouvement de la cha\u00eene polym\u00e8re s'intensifie, une fois que l'\u00e9nergie de dissociation de la liaison chimique est d\u00e9pass\u00e9e, cela provoque une d\u00e9gradation thermique de la cha\u00eene polym\u00e8re ou un d\u00e9tachement de groupe, la d\u00e9gradation thermique des mat\u00e9riaux polym\u00e8res a fait l'objet d'un grand nombre de rapports bibliographiques ; la r\u00e9duction de la temp\u00e9rature affecte souvent les propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du mat\u00e9riau. \u00c9troitement li\u00e9 aux propri\u00e9t\u00e9s m\u00e9caniques du point de temp\u00e9rature critique, y compris la temp\u00e9rature de transition vitreuse, la temp\u00e9rature d'\u00e9coulement visqueux et le point de fusion, l'\u00e9tat physique du mat\u00e9riau peut \u00eatre divis\u00e9 en verre, \u00e9tat \u00e9lastique \u00e9lev\u00e9, \u00e9tat d'\u00e9coulement visqueux.<\/p>\n

2, l'effet de l'humidit\u00e9
\nL'effet de l'humidit\u00e9 sur les mat\u00e9riaux polym\u00e8res peut \u00eatre attribu\u00e9 au gonflement et \u00e0 la dissolution de l'eau sur le mat\u00e9riau, afin de maintenir la structure de l'\u00e9tat d'agr\u00e9gation du mat\u00e9riau polym\u00e8re des forces intermol\u00e9culaires changent, d\u00e9truisant ainsi l'\u00e9tat d'agr\u00e9gation du mat\u00e9riau, en particulier pour les polym\u00e8res amorphes non r\u00e9ticul\u00e9s, l'effet de l'humidit\u00e9 est extr\u00eamement \u00e9vident, fera gonfler le mat\u00e9riau polym\u00e8re et m\u00eame d\u00e9sint\u00e9grer l'\u00e9tat d'agr\u00e9gation, de sorte que la performance du mat\u00e9riau est endommag\u00e9e ; pour la cristallisation du plastique ou de la fibre, en raison de l'existence de limites \u00e0 l'infiltration de l'humidit\u00e9, l'effet de l'humidit\u00e9 n'est pas \u00e9vident. En ce qui concerne la forme cristalline des mati\u00e8res plastiques ou des fibres, l'effet de l'humidit\u00e9 n'est pas tr\u00e8s \u00e9vident en raison de l'existence de restrictions \u00e0 la p\u00e9n\u00e9tration de l'eau.
\n3, l'influence de l'oxyg\u00e8ne
\nL'oxyg\u00e8ne est la principale cause du vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res, en raison de la perm\u00e9abilit\u00e9 \u00e0 l'oxyg\u00e8ne, les polym\u00e8res cristallins \u00e9tant plus r\u00e9sistants \u00e0 l'oxydation que les polym\u00e8res amorphes. L'oxyg\u00e8ne attaque d'abord les maillons faibles de la cha\u00eene principale du polym\u00e8re, tels que les doubles liaisons, les atomes d'hydroxyle, les atomes de carbone tertiaires sur l'hydrog\u00e8ne et d'autres groupes ou atomes, ce qui entra\u00eene la formation de radicaux peroxyles ou de peroxydes du polym\u00e8re, puis, dans cette partie de la cha\u00eene principale, la rupture de la gravit\u00e9 du poids mol\u00e9culaire du polym\u00e8re chute de mani\u00e8re significative, la temp\u00e9rature de transition vitreuse est r\u00e9duite, de sorte que le polym\u00e8re devient visqueux, en pr\u00e9sence de certains \u00e9l\u00e9ments faciles \u00e0 d\u00e9composer en radicaux libres de l'initiateur ou des \u00e9l\u00e9ments du m\u00e9tal de transition, la r\u00e9action d'oxydation a tendance \u00e0 s'aggraver. Tendance de la r\u00e9action d'oxydation.
\n4\u3001Vieillissement de la lumi\u00e8re
\nLes polym\u00e8res irradi\u00e9s par la lumi\u00e8re, qu'ils provoquent ou non une rupture de la cha\u00eene mol\u00e9culaire, d\u00e9pendent de la taille relative de l'\u00e9nergie lumineuse et de l'\u00e9nergie de dissociation, ainsi que de la sensibilit\u00e9 de la structure chimique du polym\u00e8re aux ondes lumineuses. En raison de la pr\u00e9sence d'une couche d'ozone \u00e0 la surface de la terre et dans l'atmosph\u00e8re, la longueur d'onde de la lumi\u00e8re solaire est comprise entre 290 et 4 300 nm. L'\u00e9nergie de l'onde lumineuse est sup\u00e9rieure \u00e0 l'\u00e9nergie de dissociation de la liaison chimique, et seule la r\u00e9gion ultraviolette de l'onde lumineuse peut provoquer la rupture de la liaison chimique du polym\u00e8re.
\nPar exemple, la longueur d'onde ultraviolette de 300 ~ 400nm peut \u00eatre absorb\u00e9e par les polym\u00e8res contenant des carbonyles et des doubles liaisons, et provoquer la rupture de la cha\u00eene macromol\u00e9culaire, la modification de la structure chimique et la d\u00e9t\u00e9rioration des performances du mat\u00e9riau ; le poly\u00e9thyl\u00e8ne t\u00e9r\u00e9phtalate \u00e0 280nm de lumi\u00e8re ultraviolette a une forte absorption, le produit de d\u00e9gradation est principalement CO, H, CH ; ne contient que des polyol\u00e9fines \u00e0 liaison C-C sur l'absorption de la lumi\u00e8re ultraviolette, mais en pr\u00e9sence d'une petite quantit\u00e9 d'impuret\u00e9s, telles que le carbonyle, l'insatur\u00e9 et le produit de d\u00e9gradation, les polyol\u00e9fines ne sont pas absorb\u00e9es, mais en pr\u00e9sence d'une petite quantit\u00e9 d'impuret\u00e9s. Toutefois, en pr\u00e9sence d'un petit nombre d'impuret\u00e9s, telles que des liaisons carbonyl\u00e9es, insatur\u00e9es, des groupes hydroperoxydes, des r\u00e9sidus de catalyseurs, des hydrocarbures aromatiques et des \u00e9l\u00e9ments de m\u00e9taux de transition, la r\u00e9action de photo-oxydation des polyol\u00e9fines peut \u00eatre favoris\u00e9e.
\n5, l'influence du milieu chimique
\nLes agents chimiques ne p\u00e9n\u00e8trent \u00e0 l'int\u00e9rieur des mat\u00e9riaux polym\u00e8res que pour y jouer un r\u00f4le, ces r\u00f4les comprennent le r\u00f4le des liaisons covalentes et le r\u00f4le des liaisons subvalentes de deux cat\u00e9gories. Le r\u00f4le des liaisons covalentes se manifeste par la rupture de la cha\u00eene polym\u00e8re, la r\u00e9ticulation, l'addition ou une combinaison de ces r\u00f4les, qui est un processus chimique irr\u00e9versible ; les agents chimiques sur la destruction de la valence secondaire de la liaison bien qu'ils ne provoquent pas de changement dans la structure chimique, mais l'agr\u00e9gation de la structure du mat\u00e9riau sera modifi\u00e9e, de sorte que les propri\u00e9t\u00e9s physiques des changements correspondants.
\nLes changements physiques tels que la fissuration sous contrainte environnementale, la fissuration par solvatation, la plastification, etc. sont des manifestations typiques du vieillissement des mat\u00e9riaux polym\u00e8res en milieu chimique.
\nLa m\u00e9thode d'\u00e9limination de la fissuration par solvatation consiste \u00e0 \u00e9liminer la contrainte interne du mat\u00e9riau, et le recuit apr\u00e8s le processus de moulage du mat\u00e9riau est propice \u00e0 l'\u00e9limination de la contrainte interne du mat\u00e9riau. La plastification a lieu dans le milieu liquide et les mat\u00e9riaux polym\u00e8res en contact continu avec l'occasion, les interactions entre les polym\u00e8res et les petites mol\u00e9cules du milieu remplacent partiellement l'interaction entre le polym\u00e8re, de sorte que les segments de la cha\u00eene polym\u00e8re sont plus faciles \u00e0 d\u00e9placer, ce qui se manifeste par une r\u00e9duction de la temp\u00e9rature de transition vitreuse, une diminution de la r\u00e9sistance, de la duret\u00e9 et du module d'\u00e9lasticit\u00e9 du mat\u00e9riau, une augmentation de l'\u00e9longation \u00e0 la rupture, etc.
\n6, le vieillissement biologique
\nDans le processus de transformation, les produits en plastique utilisent presque tous une vari\u00e9t\u00e9 d'additifs et deviennent donc souvent une source de nutriments pour les moisissures. Les moisissures absorbent les nutriments \u00e0 la surface et \u00e0 l'int\u00e9rieur du plastique et se transforment en myc\u00e9lium. Le myc\u00e9lium est un conducteur, ce qui entra\u00eene une diminution de l'isolation du plastique, des changements de poids et, le cas \u00e9ch\u00e9ant, un d\u00e9collement important. Les m\u00e9tabolites des moisissures contiennent des acides organiques et des toxines qui rendent la surface du plastique collante, la d\u00e9colorent, la fragilisent, la rendent moins brillante et provoquent d'autres ph\u00e9nom\u00e8nes.
\nLes macromol\u00e9cules naturelles de polysaccharides et leurs compos\u00e9s modifi\u00e9s peuvent \u00eatre transform\u00e9s en films, feuilles, conteneurs, produits mouss\u00e9s, etc. jetables biod\u00e9gradables par le biais d'un m\u00e9lange et d'une modification avec des plastiques \u00e0 usage g\u00e9n\u00e9ral, et leurs d\u00e9chets peuvent \u00eatre hydrolys\u00e9s en compos\u00e9s de petites mol\u00e9cules \u00e9tape par \u00e9tape gr\u00e2ce \u00e0 l'intervention d'enzymes de d\u00e9composition des macromol\u00e9cules naturelles de polysaccharides telles que l'amylase, qui sont largement pr\u00e9sentes dans l'environnement naturel, et finalement d\u00e9compos\u00e9es en dioxyde de carbone et en eau non polluants, qui peuvent \u00eatre renvoy\u00e9s dans la biosph\u00e8re. Compte tenu de ces avantages, les compos\u00e9s polym\u00e8res naturels polysaccharides repr\u00e9sent\u00e9s par l'amidon constituent toujours une part importante des plastiques d\u00e9gradables<\/p>\n

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A practical selection route for antioxidant, UV absorber, and HALS packages<\/h2>\n

Most stabilizer decisions work best when they are treated as package decisions rather than single-product decisions. Technical buyers usually get the strongest answer by reviewing long-term heat aging, process stability, weather exposure, and color sensitivity together.<\/p>\n