폴리머 소재에는 플라스틱, 고무, 섬유, 필름, 접착제 및 코팅이 포함됩니다. 기존의 구조용 재료보다 우수한 잠재적 특성을 많이 가지고 있기 때문에 군용 및 민간 제품 분야에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.
그러나 공정, 보관 및 사용 과정에서 빛, 열, 산소, 물, 고 에너지 복사, 화학적 및 생물학적 침식 및 기타 내부 및 외부 요인으로 인해 폴리머 재료의 화학적 구성과 구조가 경도, 점도, 취성, 변색, 강도 손실 등과 같은 일련의 물리적 특성 변화를 겪게되며, 이러한 현상은 폴리머 재료의 노화입니다.
폴리머 소재 노화의 본질은 물리적 구조 또는 화학적 구조의 변화로, 소재의 성능이 점진적으로 저하되어 사용 가치를 잃게 되는 것입니다. 폴리머 소재의 노화 현상은 폴리머 소재의 추가 개발과 적용을 제한하는 주요 문제 중 하나가 되었습니다.

노화 현상
다양한 종류의 폴리머 재료로 인해 다양한 조건을 사용하기 때문에 노화 현상과 특성이 다릅니다. 예를 들어, 변색, 부서지기, 투명도 감소가 발생한 후 햇빛과 비가 내린 후 농업용 플라스틱 필름; 은알이 출현하고 투명도가 감소한 후 오랜 시간이 지난 항공 플렉시 유리; 탄성 저하, 경화, 균열 또는 부드럽고 끈적 거리는 후 오랜 시간이 지난 고무 제품; 빛의 손실, 초킹, 기포, 박리 등이 발생한 후 오랜 시간 후 페인트.
노화 현상은 다음 네 가지 변화로 요약됩니다:
1, 외관 변경
얼룩, 반점, 은색, 균열, 스프레이 서리, 백묵, 끈적임, 뒤틀림, 어안 현상, 주름, 수축, 탄 자국, 광학 수차 및 광학 색상 변화 등이 나타납니다.
2, 물리적 속성 변경
용해도, 팽창, 유변학적 특성뿐만 아니라 내한성, 내열성, 투과성, 통기성 및 기타 성능 변화를 포함합니다.
3, 기계적 특성 변화
인장 강도, 굽힘 강도, 전단 강도, 충격 강도, 상대 연신율, 응력 완화 및 기타 성능 변화.
4, 전기적 특성의 변화
표면 저항, 체적 저항, 유전 상수, 전기적 파괴 강도 및 기타 변화와 같은 변화.

노화 요인
폴리머 소재의 물리적 특성은 화학적 구조, 응집 상태 구조와 밀접한 관계가 있습니다.
화학 구조는 공유 결합으로 연결된 고분자의 긴 사슬 구조이며, 응집 구조는 결정성, 비정질, 결정성-비결정성 상태 등 여러 고분자가 분자 간 힘에 의해 배열되고 쌓인 공간 구조입니다. 응집 구조를 유지하는 분자 간 힘에는 이온 결합, 금속 결합, 공유 결합, 반데르발스 힘 등이 있습니다.
환경적 요인은 분자 간 힘의 변화, 심지어 사슬이 끊어지거나 특정 그룹의 탈락을 초래하여 궁극적으로 재료의 응집 상태 구조를 파괴하고 재료의 물리적 특성을 변화시킬 수 있습니다. 일반적으로 폴리머 소재의 노화에 영향을 미치는 요인에는 내재적 요인과 외재적 요인의 두 가지 종류가 있습니다.

내재적 요인
1, 폴리머의 화학 구조
폴리머 노화 및 자체 화학 구조는 부위의 화학 구조의 약한 결합과 밀접한 관련이 있으며 외부 요인의 영향을 받아 자유 라디칼로 분해되기 쉽습니다. 이 자유 라디칼은 자유 라디칼 반응의 시작점입니다.
2, 물리적 형태
고분자의 분자 결합 중 일부는 정렬되어 있고 일부는 무질서합니다. 분자 결합의 질서 정연한 배열은 결정 영역, 무정형 영역에 대한 분자 결합의 무질서한 배열, 많은 폴리머가 균일하지 않지만 반결정 상태, 결정 및 비정질 영역 모두, 비정질 영역에서 먼저 노화 반응을 형성 할 수 있습니다.
3, 3차원 정규화
폴리머의 3차원적 통합과 결정성은 밀접한 관계가 있습니다. 일반적으로 일반 폴리머는 무작위 폴리머보다 노화 저항성이 더 우수합니다.
4, 분자량과 그 분포
일반적으로 폴리머의 분자량은 노화와 거의 관계가 없지만 분자량 분포는 폴리머의 노화 성능에 큰 영향을 미치며 분포가 넓을수록 노화가 더 쉬우 며 분포가 넓을수록 말단이 많을수록 노화 반응을 일으키기 쉽기 때문입니다.
5, 미량 금속 불순물 및 기타 불순물
처리 과정의 폴리머와 금속 접촉에는 미량 금속 또는 중합 과정에서 잔류 금속 촉매가 혼합되어 개시 역할의 자동 산화(즉, 노화)에 영향을 미칠 수 있습니다.

외부 요인
1, 온도의 영향
온도가 상승하면 중합체 사슬 운동이 강화되고 화학 결합의 해리 에너지보다 더 많이 고분자 사슬의 열 분해 또는 그룹 흘림이 발생하고 고분자 재료의 열 분해에는 많은 문헌 보고서가 있으며 온도 감소는 종종 재료의 기계적 특성에 영향을 미칩니다. 유리 전이 온도, 점성 유동 온도 및 융점을 포함한 임계 온도 지점의 기계적 특성과 밀접한 관련이 있으며 재료의 물리적 상태는 유리, 고탄성 상태, 점성 유동 상태로 나눌 수 있습니다.

2, 습도의 영향
고분자 재료에 대한 습도의 영향은 재료에 대한 물의 팽창 및 용해에 기인하여 분자간 힘 변화의 고분자 재료 응집 상태의 구조를 유지하여 재료의 응집 상태, 특히 비 가교 비정질 고분자의 경우 습도의 영향이 매우 분명하여 고분자 재료가 팽창하고 심지어 응집 상태 붕괴를 일으켜 재료의 성능이 손상 될 수 있습니다; 플라스틱 또는 섬유의 결정화의 경우 수분 침투 제한이 존재하기 때문에 습도의 영향이 분명하지 않습니다. 결정 형태의 플라스틱 또는 섬유의 경우 수분 침투 제한이 존재하기 때문에 습도의 영향은 그다지 분명하지 않습니다.
3, 산소의 영향
산소는 산소의 투과성, 결정질 폴리머가 산화에 더 강한 비정질 폴리머로 인해 폴리머 재료가 노화되는 주요 원인입니다. 산소는 먼저 수소 및 기타 그룹 또는 원자의 이중 결합, 하이드 록실, 3 차 탄소 원자와 같은 폴리머 주쇄의 약한 고리에 대한 공격, 폴리머 퍼 옥실 라디칼 또는 퍼 옥사이드의 형성, 폴리머 분자량의 심각도의 골절로 인한 주쇄의이 부분에서 크게 떨어졌습니다, 유리 전이 온도가 감소되어 중합체가 점성이되고, 개시제 또는 전이 금속 원소의 자유 라디칼로 분해되기 쉬운 존재 하에서 산화 반응을 악화시키는 경향이 있습니다. 산화 반응 추세.
4, 가벼운 노화
빛을 조사한 폴리머는 분자 사슬 파괴를 유발할지 여부는 빛 에너지와 해리 에너지의 상대적 크기와 광파에 대한 폴리머의 화학 구조의 감도에 따라 달라집니다. 지구 표면과 대기에 오존층이 존재하기 때문에 290 ~ 4300nm의 태양 광 파장 범위의지면에 도달 할 수 있으며, 광파 에너지가 화학 결합의 해리 에너지보다 크면 광파의 자외선 영역 만 폴리머 화학 결합 파열을 일으킬 수 있습니다.
예를 들어, 300 ~ 400nm의 자외선 파장은 카르 보닐 및 이중 결합을 포함하는 중합체에 흡수되어 거대 분자 사슬 파괴, 화학 구조 변화 및 재료 성능 저하를 일으킬 수 있으며, 폴리에틸렌 테레 프탈레이트 280nm의 자외선은 강한 흡수를 가지며 분해 생성물은 주로 CO, H, CH입니다; 자외선 흡수에 C-C 결합 폴리올레핀 만 포함하지만 카르 보닐, 불포화 및 분해 생성물과 같은 소량의 불순물이있는 경우 폴리올레핀은 흡수되지 않지만 소량의 불순물이있는 경우 폴리올레핀은 흡수되지 않습니다. 그러나 카르보닐, 불포화 결합, 과산화수소 그룹, 촉매 잔류물, 방향족 탄화수소 및 전이 금속 원소와 같은 소량의 불순물이 있으면 폴리올레핀의 광산화 반응을 촉진할 수 있습니다.
5, 화학 매체의 영향
화학 물질은 폴리머 재료의 내부로만 침투하여 역할을 수행하며, 이러한 역할에는 공유 결합의 역할과 두 가지 범주의 아원자가 결합의 역할이 포함됩니다. 공유 결합의 역할은 고분자 사슬 파단, 가교, 첨가 또는 이러한 역할의 조합으로 나타나며, 이는 비가역적 화학 공정입니다. 화학 구조의 변화를 일으키지 않지만 결합의 2 차 원자가의 파괴에 대한 화학 매체는 재료의 구조의 응집체가 변경되어 해당 변화의 물리적 특성이 변경됩니다.
환경 스트레스 균열, 용해 균열, 가소화 등과 같은 물리적 변화는 폴리머 재료의 화학적 매체 노화의 전형적인 징후입니다.
용해 균열을 제거하는 방법은 재료의 내부 응력을 제거하는 것이며, 재료의 성형 공정 후 어닐링은 재료의 내부 응력 제거에 도움이됩니다. 가소 화는 액체 매체와 폴리머 재료가 지속적으로 접촉하는 경우, 매체 사이의 폴리머와 소분자 상호 작용이 폴리머 간의 상호 작용을 부분적으로 대체하여 폴리머 사슬 세그먼트가 이동하기 쉽고 유리 전이 온도의 감소로 나타나고 재료의 강도, 경도 및 탄성 계수가 감소하고 파단 연신율이 증가하는 등 가소 화는 액체 매체와 폴리머 재료에 있습니다.
6, 생물학적 노화
플라스틱 제품은 거의 모든 가공 과정에서 다양한 첨가제를 사용하기 때문에 종종 곰팡이 영양분의 원천이됩니다. 곰팡이 성장은 플라스틱 표면과 내부의 영양분을 흡수하여 균사체가되고 균사체는 도체가되어 플라스틱의 단열재가 감소하고 무게가 변하고 심각한 벗겨짐이있을 때 플라스틱의 단열재가됩니다. 곰팡이 성장의 대사 산물에는 유기산과 독소가 포함되어있어 플라스틱 표면이 끈적 거리고 변색, 취성, 광택 감소 및 기타 현상이 나타나고 질병에 감염된 곰팡이 플라스틱 사람들과 장기간 접촉 할 수 있습니다.
다당류 천연 고분자 및 그 변형 화합물은 범용 플라스틱과의 혼합 및 개질을 통해 생분해성 일회용 필름, 시트, 용기, 발포 제품 등으로 가공할 수 있으며, 폐기물은 자연 환경에서 널리 발견되는 아밀라제와 같은 다당류 천연 고분자 분해 효소의 개입을 통해 단계적으로 저분자 화합물로 가수 분해되어 결국 무공해 이산화탄소와 물로 분해되어 생물권으로 되돌아갈 수 있습니다. 이러한 장점을 바탕으로 전분으로 대표되는 다당류 천연 고분자 화합물은 여전히 분해 가능한 플라스틱의 중요한 부분입니다.