Polimerik malzemeler plastik, kauçuk, elyaf, film, yapıştırıcı ve kaplamaları içerir. Geleneksel yapısal malzemelerden daha üstün birçok potansiyel özelliğe sahip olduklarından, askeri ve sivil ürünler alanında giderek daha fazla kullanılmaktadırlar.
Bununla birlikte, ışık, ısı, oksijen, su, yüksek enerjili radyasyon, kimyasal ve biyolojik erozyon ve diğer iç ve dış faktörler nedeniyle işlem, depolama ve kullanımda, polimer malzemelerin kimyasal bileşimi ve yapısı bir dizi değişikliğe uğrayacaktır. sertlik, viskozite, kırılganlık, renk değişikliği, mukavemet kaybı ve benzeri gibi fiziksel özellikler buna göre değişecektir, bu fenomen polimer malzemelerin yaşlanmasıdır.
Polimer malzeme yaşlanmasının doğası, malzemenin performansında kademeli bir düşüş olarak ortaya çıkan ve kullanım değerini yitiren fiziksel yapı veya kimyasal yapı değişiklikleridir. Polimer malzemelerin yaşlanma hatası, polimer malzemelerin daha fazla geliştirilmesini ve uygulanmasını sınırlayan temel sorunlardan biri haline gelmiştir.

Yaşlanma olgusu
Polimer malzemelerin farklı çeşitleri nedeniyle, farklı koşulların kullanımı, bu nedenle farklı yaşlanma olayları ve özellikleri vardır. Örneğin, güneş ve yağmurdan sonra renk değişikliği, kırılganlık, şeffaflığın azalmasından sonra tarımsal plastik film; gümüş tanesinin ortaya çıkmasından uzun bir süre sonra havacılık pleksiglası, şeffaflığın azalması; elastikiyet, sertleşme, çatlama veya yumuşak, yapışkanlığın azalmasından uzun bir süre sonra kauçuk ürünler; ışık kaybı, tebeşirlenme, kabarcıklar, dökülme vb. meydana geldikten sonra uzun bir süre sonra boya.
Yaşlanma olgusu aşağıdaki dört değişiklikle özetlenmektedir:
1, görünüm değişiklikleri
Leke, leke, gümüş, çatlak, sprey don, tebeşirlenme, yapışkan, çarpıklık, balık gözü, kırışıklık, büzülme, yanık, optik sapmalar ve optik renk değişikliklerinin görünümü.
2, fiziksel özellik değişiklikleri
Çözünürlük, şişme, reolojik özelliklerin yanı sıra soğuk, ısı, su geçirgenliği, hava geçirgenliği ve diğer performans değişiklikleri dahil.
3, mekanik özellik değişiklikleri
Çekme mukavemeti, eğilme mukavemeti, kesme mukavemeti, darbe mukavemeti, bağıl uzama, gerilme gevşemesi ve diğer performans değişiklikleri.
4, elektriksel özelliklerdeki değişiklikler
Yüzey direnci, hacim direnci, dielektrik sabiti, elektriksel bozulma mukavemeti ve diğer değişiklikler gibi.

Yaşlanma faktörleri
Polimer malzemelerin fiziksel özellikleri, kimyasal yapıları, agregasyon durumu yapıları ile yakın bir ilişkiye sahiptir.
Kimyasal yapı, kovalent bağlarla bağlanmış makromoleküllerin uzun zincir yapısıdır ve agregat yapı, kristal, amorf, kristal - amorf durum gibi moleküller arası kuvvetlerle düzenlenmiş ve istiflenmiş birçok makromolekülün uzamsal yapısıdır. Agregat yapısını koruyan moleküller arası kuvvetler arasında iyonik bağ, metalik bağ, kovalent bağ ve van der Waals kuvvetleri bulunur.
Çevresel faktörler, moleküller arası kuvvetlerde değişikliklere, hatta zincir kırılmasına veya belirli grupların dökülmesine yol açabilir, bu da sonuçta malzemenin toplanma durumu yapısını bozacak ve malzemenin fiziksel özelliklerini değiştirecektir. Polimer malzemelerin yaşlanmasını etkileyen genellikle iki tür faktör vardır: içsel faktörler ve dışsal faktörler.

İçsel faktörler
1, polimerin kimyasal yapısı
Polimerin yaşlanması ve kendi kimyasal yapısıyla yakından ilişkili olan zayıf bağ bölgesinin kimyasal yapısı, dış faktörlerin etkisiyle serbest radikallere dönüşmeye yatkındır. Bu serbest radikal, serbest radikal reaksiyonunun başlangıç noktasıdır.
2、Fiziksel form
Polimerlerin moleküler bağlarının bazıları düzenli, bazıları ise düzensizdir. Moleküler bağların düzenli bir şekilde düzenlenmesi kristal bir alan oluşturabilir, amorf alan için moleküler bağların düzensiz düzenlenmesi, birçok polimer tek tip değildir, ancak yarı kristal haldedir, hem kristal hem de amorf alanlar, yaşlanma reaksiyonu ilk olarak amorf alandan başlar.
3, üç boyutlu normalizasyon
Polimerlerin üç boyutlu entegrasyonu ile kristallik derecesi arasında yakın bir ilişki vardır. Genel olarak, düzenli polimerler rastgele polimerlere göre daha iyi yaşlanma direncine sahiptir.
4、Moleküler ağırlık ve dağılımı
Genel olarak, polimerin moleküler ağırlığının yaşlanma ile çok az ilişkisi vardır, ancak moleküler ağırlık dağılımının polimerin yaşlanma performansı üzerinde büyük etkisi vardır, dağılım ne kadar geniş olursa, yaşlanma o kadar kolay olur, çünkü dağılım ne kadar geniş olursa, o kadar fazla uç grup, yaşlanma reaksiyonuna neden olmak o kadar kolay olur.
5, eser metal safsızlıkları ve diğer safsızlıklar
İşlemdeki polimer ve metal teması, eser metallerle veya polimerizasyonda, başlatıcı rolün otomatik oksidasyonunu (yani yaşlanmasını) etkileyecek artık metal katalizörlerle karışabilir.

Dış faktörler
1, sıcaklığın etkisi
Sıcaklık artar, polimer zincir hareketi yoğunlaşır, kimyasal bağın ayrışma enerjisinden bir kez daha fazla, polimer zincirinin veya grup dökülmesinin termal bozulmasına neden olur, polimer malzemelerin termal bozulması çok sayıda literatür raporuna sahiptir; sıcaklık azalması, genellikle malzemenin mekanik özelliklerini etkiler. Cam geçiş sıcaklığı, viskoz akış sıcaklığı ve erime noktası dahil olmak üzere kritik sıcaklık noktasının mekanik özellikleriyle yakından ilişkili olarak, malzemenin fiziksel durumu cam, yüksek elastik durum, viskoz akış durumu olarak ayrılabilir.

2, nemin etkisi
Nemin polimer malzemeler üzerindeki etkisi, suyun malzeme üzerinde şişmesi ve çözünmesine bağlanabilir, böylece moleküller arası kuvvetlerin polimer malzeme agregasyon durumunun yapısını korumak için değişir, böylece malzemenin agregasyon durumunu tahrip eder, özellikle çapraz bağlı olmayan amorf polimerler için, nemin etkisi son derece açıktır, polimer malzemenin şişmesine ve hatta agregasyon durumunun parçalanmasına neden olur, böylece malzemenin performansı zarar görür; Plastik veya elyafın kristalleşmesi için, nem sızma sınırlamalarının varlığı nedeniyle, nemin etkisi açık değildir. Plastiklerin veya elyafların kristal formu için, su penetrasyon kısıtlamalarının varlığı nedeniyle, nemin etkisi çok belirgin değildir.
3, oksijenin etkisi
Oksijen, oksijen geçirgenliği nedeniyle polimer malzemelerin yaşlanmasının ana nedenidir, kristal polimerler oksidasyona daha dirençli amorf polimerlerdir. Oksijen ilk olarak polimer ana zincirindeki çift bağlar, hidroksil, hidrojen üzerindeki tersiyer karbon atomları ve diğer gruplar veya atomlar gibi zayıf halkalara saldırır, polimer peroksil radikalleri veya peroksitlerin oluşumu ve daha sonra ana zincirin bu kısmında kırılmanın neden olduğu polimer moleküler ağırlığının şiddeti önemli ölçüde düştü, camsı geçiş sıcaklığı düşürülür, böylece polimer viskoz hale gelir, başlatıcının veya geçiş metal elementlerinin serbest radikallerine ayrışması kolay bazılarının varlığında, oksidasyon reaksiyonunu şiddetlendirme eğilimi vardır. Oksidasyon reaksiyonu eğilimi.
4、Işık yaşlanması
Işıkla ışınlanan polimerin, moleküler zincir kırılmasına neden olup olmayacağı, ışık enerjisi ve ayrışma enerjisinin göreceli büyüklüğüne ve polimerin kimyasal yapısının ışık dalgalarına duyarlılığına bağlıdır. Dünya yüzeyinde ve atmosferde ozon tabakasının varlığı nedeniyle, güneşin 290 ~ 4300nm ışık dalga boyu aralığında yere ulaşabilir, ışık dalgası enerjisi kimyasal bağın ayrışma enerjisinden daha büyüktür, ışık dalgasının sadece ultraviyole bölgesi, polimer kimyasal bağının kopmasına neden olur.
Örneğin, 300 ~ 400nm ultraviyole dalga boyu, karbonil ve çift bağ içeren polimerler tarafından emilebilir ve makromoleküler zincir kırılmasını, kimyasal yapının değişmesini ve malzeme performansının bozulmasını sağlayabilir; polietilen tereftalat 280nm ultraviyole ışığın güçlü bir emilimi vardır, bozunma ürünü esas olarak CO, H, CH'dir; ultraviyole ışık emiliminde sadece C-C bağı poliolefin içerir, ancak karbonil, doymamış ve bozunma ürünü gibi az miktarda safsızlık varlığında, poliolefinler emilmez, ancak az miktarda safsızlık varlığında. Bununla birlikte, karbonil, doymamış bağlar, hidroperoksit grupları, katalizör kalıntıları, aromatik hidrokarbonlar ve geçiş metal elementleri gibi az sayıda safsızlığın varlığında, poliolefinlerin foto-oksidasyon reaksiyonunu teşvik edebilir.
5, kimyasal ortamın etkisi
Kimyasal maddeler sadece polimer malzemelerin içine nüfuz ederek bir rol oynar, bu roller kovalent bağların rolünü ve iki kategorideki subvalent bağların rolünü içerir. Kovalent bağların rolü, polimer zincirinin kırılması, çapraz bağlanma, ekleme veya bu rollerin bir kombinasyonu olarak ortaya çıkar, bu da geri dönüşü olmayan bir kimyasal süreçtir; kimyasal yapıda bir değişikliğe neden olmamasına rağmen, bağın ikincil değerliğinin tahrip edilmesi üzerine kimyasal ortam, ancak malzemenin yapısının toplanması değişecek, böylece karşılık gelen değişikliklerin fiziksel özellikleri değişecektir.
Çevresel stres çatlaması, solvasyon çatlaması, plastikleşme gibi fiziksel değişiklikler, polimer malzemelerin kimyasal ortam yaşlanmasının tipik belirtileridir.
Solvasyon çatlamasını ortadan kaldırma yöntemi, malzemenin iç gerilimini ortadan kaldırmaktır ve malzemenin kalıplama işleminden sonra tavlama, malzemenin iç geriliminin ortadan kaldırılmasına yardımcı olur. Plastikleştirme, sıvı ortamda ve polimer malzemelerle sürekli temas halinde, ortam arasındaki polimer ve küçük molekül etkileşimleri kısmen polimer arasındaki etkileşimin yerini alır, böylece polimer zincir segmentlerinin hareket etmesi daha kolay olur, cam geçiş sıcaklığında bir azalma olarak kendini gösterir, malzemenin mukavemeti, sertliği ve elastik modülü azaldı, kopma uzaması arttı vb.
6, biyolojik yaşlanma
İşleme sürecindeki plastik ürünlerin neredeyse tamamında çeşitli katkı maddeleri kullanıldığından, bu ürünler genellikle küf besinlerinin kaynağı haline gelir. Küf oluşumu yüzeydeki ve plastiğin içindeki besin maddelerini emer ve miselyum haline gelir, miselyum bir iletkendir, böylece plastiğin yalıtımı azalır, ağırlığı değişir ve ciddi bir soyulma olduğunda. Küf oluşumunun metabolitleri organik asitler ve toksinler içerir, bu da plastik yüzeyinin yapışkan, renk değişikliği, kırılganlık, parlaklık azalması ve diğer fenomenler gibi görünmesine neden olur ve ayrıca küflü plastik insanlarla uzun süreli teması hastalıkla enfekte eder.
Polisakkarit doğal makromoleküller ve bunların modifiye edilmiş bileşikleri, genel amaçlı plastiklerle karıştırılarak ve modifiye edilerek biyolojik olarak parçalanabilir tek kullanımlık filmlere, tabakalara, kaplara, köpüklü ürünlere vb. dönüştürülebilir ve bunların atıkları, doğal ortamda yaygın olarak bulunan amilaz gibi polisakkarit doğal makromolekül ayrıştırma enzimlerinin müdahalesiyle adım adım küçük moleküllü bileşiklere hidrolize edilebilir ve sonunda biyosfere geri döndürülebilen kirletici olmayan karbondioksit ve suya ayrıştırılabilir. Bu avantajlara dayanarak, nişasta tarafından temsil edilen polisakkarit doğal polimer bileşikleri hala bozunabilir plastiklerin önemli bir parçasıdır