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揭秘塑料的老化现象,如何有效延缓老化?

2021.01.03改性塑料粒子

人会衰老、死亡,塑料亦有年龄寿命,会出现老化。在加工、储存、使用过程中,塑料暴露于自然或人工环境条件下,性能逐渐变坏、恶化,就是我们常说的塑料老化。那么,塑料老化本质是什么,具体有哪些表现,是什么导致塑料老化,如何预防或延迟塑料老化?下面将一一分析。

一、塑料老化的本质

塑料老化,本质上是降解的结果,即分子中的碳原子数目减少,分子量降低,或大分子分解为较小的分子。

但塑料降解不完全等同塑料老化,这里探讨的是塑料老化、劣化带来的影响使用问题。另一方面,科学家们也在利用降解来减轻或消除废弃塑料对环境造成的污染。

二、塑料老化的表现

塑料制品在一定时间的使用后,原有的性能出现恶化现象,最终影响甚至丧失使用价值,这是塑料老化的信号,一般有如下表现。

1.强度降低、2.发脆、3.断裂、4.变软、5.丧失力学强度、6.变硬

三、塑料老化的原因

引起塑料老化的原因很多,总的来说,塑料老化是内外因素综合影响的结果。

一方面,这是由塑料自身的分子性质决定的。塑料分子链中所含的不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基等,都是容易引起老化的构成,会随着时间的推移发生一定程度的降解。而在降解过程中,降解的产物形成游离基,使得分子链发生链式反应,又会加速降解速度。

另一方面,受环境和外界因素影响,如阳光、氧气、热、水、辐射、工业气体、霉菌、细菌、昆虫等,塑料内部分子量发生变化,从而出现老化现象。

值得注意的是,塑料为合成的高分子化合物,除了主要组分树脂外,还需要加入其他物质。由于不同材料链的结构差异,以及不同的组成物质和生产工艺技术,不用塑料的老化速度也是有差别的。

四、如何延缓塑料老化,延长塑料使用寿命

尽管老化问题是不可逆的过程,是不可避免的,但有没有一些方法可以延缓塑料老化,延长其使用寿命?答案是肯定的,主要有以下几点。

1.通过填料,提高塑料的强度和耐热性能,主要分为有机填料和无机填料,前者如木粉、碎布、纸张和各种织物纤维等,后者如玻璃纤维、硅藻土、石棉、炭黑等。

2.添加增塑剂,增强塑料的可塑性和柔软性,降低脆性,使塑料易于加工成型。

3.添加稳定剂,如硬脂酸盐、环氧树脂等,防止合成树脂在加工和使用过程中受光和热的作用分解和破坏,延长使用寿命。

4.添加抗氧剂,防止塑料在加热成型或在高温使用过程中受热氧化,而使塑料变黄,发裂等。

5.添加防霉剂,防止被细菌、霉菌等微生物腐蚀。

6.根据制件的具体要求,加入阻燃剂、发泡剂、抗静电剂等,以满足不同的使用需求。

7.添加着色剂和润滑剂,使塑料具有各种鲜艳、光滑的外观,也能在一定程度上延缓塑料老化。

8.添加抗静电剂,赋予塑料以轻度至中等的电导性,防止静电荷的积聚。

9.采用物理方法,如电镀、喷漆、涂色、包装等,在一定程度延缓降解。

10.注意日常保养、检查维修、定期更换,把塑料老化带来的隐患事故扼杀在摇篮中。


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