Os materiais poliméricos incluem plásticos, borracha, fibras, filmes, adesivos e revestimentos. Como eles têm muitas propriedades potenciais superiores às dos materiais estruturais tradicionais, estão sendo cada vez mais usados no campo de produtos militares e civis.
No entanto, durante o processo, o armazenamento e o uso, devido à luz, ao calor, ao oxigênio, à água, à radiação de alta energia, à erosão química e biológica e a outros fatores internos e externos, a composição química e a estrutura dos materiais poliméricos sofrerão uma série de alterações nas propriedades físicas, que serão alteradas de acordo, como dureza, viscosidade, fragilidade, descoloração, perda de resistência e assim por diante.
A natureza do envelhecimento do material polimérico é a mudança na estrutura física ou química, que se manifesta como um declínio gradual no desempenho do material e perde seu devido valor de uso. A falha por envelhecimento de materiais poliméricos tornou-se um dos principais problemas que limitam o desenvolvimento e a aplicação de materiais poliméricos.

Fenômeno do envelhecimento
Devido às diferentes variedades de materiais poliméricos, o uso de diferentes condições, portanto, há diferentes fenômenos e características de envelhecimento. Por exemplo, filme plástico agrícola após sol e chuva, após a ocorrência de descoloração, frágil, diminuição da transparência; plexiglass de aviação com muito tempo após o surgimento de grãos de prata, diminuição da transparência; produtos de borracha após muito tempo após o declínio da elasticidade, endurecimento, rachaduras ou macios, pegajosos; tinta após um longo período de tempo após a ocorrência de perda de luz, escamação, bolhas, descamação e assim por diante.
O fenômeno do envelhecimento é resumido nas quatro mudanças a seguir:
1, mudanças na aparência
Aparência de manchas, pontos, prata, rachaduras, geada em spray, escurecimento, aderência, deformação, olho de peixe, rugas, encolhimento, queimado, aberrações ópticas e alterações ópticas de cor.
2, mudanças na propriedade física
Incluindo solubilidade, inchaço, propriedades reológicas, bem como frio, calor, permeabilidade à água, permeabilidade ao ar e outras alterações de desempenho.
3, mudanças na propriedade mecânica
Resistência à tração, resistência à flexão, resistência ao cisalhamento, resistência ao impacto, alongamento relativo, relaxamento de tensão e outras alterações de desempenho.
4, alterações nas propriedades elétricas
Tais como resistência de superfície, resistência de volume, constante dielétrica, resistência à ruptura elétrica e outras alterações.

Fatores de envelhecimento
As propriedades físicas dos materiais poliméricos têm uma estreita relação com sua estrutura química, estrutura de estado de agregação.
A estrutura química é a estrutura de cadeia longa de macromoléculas conectadas por ligações covalentes, e a estrutura agregada é a estrutura espacial de muitas macromoléculas organizadas e empilhadas por forças intermoleculares, como o estado cristalino, amorfo, cristalino - amorfo. As forças intermoleculares que mantêm a estrutura agregada incluem a ligação iônica, a ligação metálica, a ligação covalente e as forças de van der Waals.
Os fatores ambientais podem levar a mudanças nas forças intermoleculares, ou até mesmo à quebra da cadeia ou ao desprendimento de determinados grupos, o que acabará destruindo a estrutura do estado de agregação do material e alterando suas propriedades físicas. Normalmente, há dois tipos de fatores que afetam o envelhecimento dos materiais poliméricos: fatores intrínsecos e fatores extrínsecos.

Fatores intrínsecos
1, a estrutura química do polímero
O envelhecimento do polímero e sua própria estrutura química estão intimamente relacionados à ligação fraca da estrutura química do local, que é suscetível à influência de fatores externos para se transformar em radicais livres. Esse radical livre é o ponto de partida da reação do radical livre.
2、Forma física
Algumas das ligações moleculares dos polímeros são ordenadas e outras são desordenadas. O arranjo ordenado das ligações moleculares pode formar uma área cristalina, enquanto o arranjo desordenado das ligações moleculares pode formar uma área amorfa. Muitos polímeros não são uniformes, mas estão em um estado semicristalino, com áreas cristalinas e amorfas, e a reação de envelhecimento ocorre primeiro na área amorfa.
3, normalização tridimensional
A integração tridimensional dos polímeros e seu grau de cristalinidade têm uma relação estreita. De modo geral, os polímeros regulares têm melhor resistência ao envelhecimento do que os polímeros aleatórios.
4、Peso molecular e sua distribuição
De modo geral, o peso molecular do polímero tem pouca relação com o envelhecimento, mas a distribuição do peso molecular tem grande influência no desempenho do envelhecimento do polímero; quanto maior a distribuição, mais fácil é o envelhecimento, pois quanto maior a distribuição, mais grupos finais, mais fácil é causar a reação de envelhecimento.
5, impurezas de metais residuais e outras impurezas
O polímero no processamento e o contato com o metal podem ser misturados com traços de metais ou, na polimerização, com catalisadores de metal residuais, o que afetará a oxidação automática (ou seja, o envelhecimento) da função de iniciação.

Fatores externos
1, o efeito da temperatura
A temperatura aumenta, o movimento da cadeia de polímeros se intensifica, uma vez que mais do que a energia de dissociação da ligação química, isso causará a degradação térmica da cadeia de polímeros ou o desprendimento de grupos, a degradação térmica de materiais poliméricos tem um grande número de relatos na literatura; a redução da temperatura, muitas vezes afetando as propriedades mecânicas do material. Intimamente relacionado às propriedades mecânicas do ponto de temperatura crítica, incluindo a temperatura de transição vítrea, a temperatura de fluxo viscoso e o ponto de fusão, o estado físico do material pode ser dividido em vidro, estado de alta elasticidade e estado de fluxo viscoso.

2, o efeito da umidade
O efeito da umidade sobre os materiais poliméricos pode ser atribuído ao inchaço e à dissolução da água no material, de modo a manter a estrutura do estado de agregação do material polimérico da mudança das forças intermoleculares, destruindo assim o estado de agregação do material, especialmente para polímeros amorfos não reticulados, o efeito da umidade é extremamente óbvio, fará com que o material polimérico inche e até mesmo desintegre o estado de agregação, de modo que o desempenho do material seja prejudicado; Para a cristalização de plástico ou fibra, devido à existência de limitações de infiltração de umidade, o efeito da umidade não é óbvio. Para a forma cristalina de plásticos ou fibras, devido à existência de restrições de penetração de água, o efeito da umidade não é muito óbvio.
3, a influência do oxigênio
O oxigênio é a principal causa do envelhecimento dos materiais poliméricos, devido à permeabilidade do oxigênio, os polímeros cristalinos são mais resistentes à oxidação do que os polímeros amorfos. O oxigênio ataca primeiro os elos fracos da cadeia principal do polímero, como ligações duplas, hidroxila, átomos de carbono terciários no hidrogênio e outros grupos ou átomos, a formação de radicais peroxila ou peróxidos do polímero e, em seguida, nessa parte da cadeia principal causada pela fratura da gravidade do peso molecular do polímero, que cai significativamente, a temperatura de transição vítrea é reduzida, de modo que o polímero se torna viscoso e, na presença de alguns radicais livres de fácil decomposição do iniciador ou dos elementos de metal de transição, há uma tendência de agravar a reação de oxidação. Tendência da reação de oxidação.
4 、 Envelhecimento da luz
O polímero irradiado pela luz, que pode ou não causar a fratura da cadeia molecular, depende do tamanho relativo da energia da luz e da energia de dissociação e da sensibilidade da estrutura química do polímero às ondas de luz. Devido à presença da camada de ozônio na superfície da terra e da atmosfera, é possível atingir o solo da faixa de comprimento de onda da luz solar de 290 a 4300 nm, a energia da onda de luz é maior do que a energia de dissociação da ligação química, apenas a região ultravioleta da onda de luz causará a ruptura da ligação química do polímero.
Por exemplo, o comprimento de onda ultravioleta de 300 ~ 400nm pode ser absorvido por polímeros que contêm carbonila e ligação dupla, e causar a fratura da cadeia macromolecular, a mudança da estrutura química e a deterioração do desempenho do material; o tereftalato de polietileno de 280nm de luz ultravioleta tem uma forte absorção, o produto de degradação é principalmente CO, H, CH; A poliolefina contém apenas ligação C-C na absorção de luz ultravioleta, mas na presença de uma pequena quantidade de impurezas, como carbonila, insaturada e o produto de degradação, as poliolefinas não são absorvidas, mas na presença de uma pequena quantidade de impurezas. No entanto, na presença de um pequeno número de impurezas, como carbonila, ligações insaturadas, grupos de hidroperóxidos, resíduos de catalisadores, hidrocarbonetos aromáticos e elementos de metais de transição, pode promover a reação de foto-oxidação das poliolefinas.
5, a influência do meio químico
Os agentes químicos só penetram no interior dos materiais poliméricos para desempenhar um papel. Esses papéis incluem o papel das ligações covalentes e o papel das ligações subvalentes de duas categorias. A função das ligações covalentes se manifesta como quebra da cadeia do polímero, reticulação, adição ou uma combinação dessas funções, que é um processo químico irreversível; a mídia química na destruição da valência secundária da ligação, embora não cause uma alteração na estrutura química, mas a agregação da estrutura do material será alterada, de modo que as propriedades físicas das alterações correspondentes.
Alterações físicas, como rachaduras por estresse ambiental, rachaduras por solvatação, plastificação, etc., são manifestações típicas do envelhecimento do meio químico de materiais poliméricos.
O método para eliminar a rachadura por solvatação é eliminar o estresse interno do material, e o recozimento após o processo de moldagem do material é propício para a eliminação do estresse interno do material. A plastificação ocorre no meio líquido e nos materiais poliméricos em contato contínuo com a ocasião, as interações do polímero e das moléculas pequenas entre o meio substituem parcialmente a interação entre o polímero, de modo que os segmentos da cadeia do polímero são mais fáceis de se mover, o que se manifesta como uma redução na temperatura de transição vítrea, a resistência, a dureza e o módulo de elasticidade do material diminuem, o alongamento na ruptura aumenta e assim por diante.
6, envelhecimento biológico
Como os produtos plásticos, no processo de processamento, quase todos usam uma variedade de aditivos, muitas vezes se tornam uma fonte de nutrientes para o mofo. O crescimento do mofo absorve os nutrientes na superfície e no interior do plástico e se transforma em micélio. O micélio é um condutor, diminuindo assim o isolamento do plástico, alterando o peso e, quando houver, haverá um descascamento grave. Os metabólitos do crescimento do mofo contêm ácidos orgânicos e toxinas, que fazem com que a superfície do plástico pareça pegajosa, descolorida, quebradiça, com redução do brilho e outros fenômenos, e também fazem com que o contato de longo prazo com o plástico mofado infecte as pessoas com doenças.
As macromoléculas naturais de polissacarídeos e seus compostos modificados podem ser processados em filmes descartáveis biodegradáveis, folhas, recipientes, produtos espumados e assim por diante, por meio de mistura e modificação com plásticos de uso geral, e seus resíduos podem ser hidrolisados em compostos de moléculas pequenas, passo a passo, por meio da intervenção de enzimas de decomposição de macromoléculas naturais de polissacarídeos, como a amilase, que são amplamente encontradas no ambiente natural, e, por fim, decompostas em dióxido de carbono e água não poluentes, que podem ser devolvidos à biosfera. Com base nessas vantagens, os compostos de polímeros naturais de polissacarídeos representados pelo amido ainda são uma parte importante dos plásticos degradáveis