聚乙烯塑料的老化原因?

General 更新 2023年10月15日

聚乙烯塑料老化的原因是什麼

塑料是一種高分子的聚合物。例如：聚乙烯是由很多的乙烯分子，手拉手聯結起來的產物；聚氯乙烯是由很多氯乙烯的分子，你拉著我，我拉著他，連接在一起變出來的。

氯乙烯的分子為什麼會攜起手來呢？說來挺有趣，氰乙烯分子中的碳原子是兩隻手互相拉起來的。如果我們加入少量的催化劑，它們當中有一隻手就會分開，而與另一個氯乙烯分子中的碳原子拉起手來。這樣氯乙烯就一個分子咬著一個分子，連成長長的鏈，這也就是化學上說的“聚合”。

氯乙烯分子按這種方式聚合起來後，就形成一個鏈狀的大分子，很多這樣的大分子集合起來，就是我們通常所看到的白色粉末狀的聚氯乙烯樹脂。

聚氯乙烯是能剛能柔的物質。它所以很硬是分子咬分子的那個“關節”，結合得很緊。如果在這個“關節”上加上一些“潤滑油”，“關節”活動了，它就變成柔軟的物質了。

“潤滑油”是什麼呢？有的塑料工業上所說的增塑劑。

冬天，天氣很冷，有的增塑劑不耐寒，它的“潤滑”本領降低了，塑料中的“關節”轉動不靈，所以就變硬。天氣暖了，增塑劑恢復了“潤滑”的本性，“關節”活動自如，塑料也就軟了。

有些增塑劑是揮發性的。塑料製品用久了，塑料中的“潤滑油”跑掉了，“關節”不靈了，當然也會變硬。

常常用水和肥皂洗滌塑料製品，或是讓塑料製品接觸油，也會使增塑劑受到損失，塑料也會變硬。

塑料製品使用久了，也會變硬。這除了由於增塑劑揮發，使分子間的活動“關節”不靈以外，還因為互相咬著的長鏈分子，受到風雨、太陽等自然力的作用後，會使長鏈分子斷裂成短鏈分子，塑料也就變硬了。在塑料工業學上，把這種現象稱為“老化”。

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聚乙烯的老化的原因

主要是熱氧老化、光老化！

影響PE老化的因素是多方面的,例如支鏈數、結晶度在LDPE和HDPE的耐老化性能上體現出較為明顯的差異。其中LDPE具有較多支鏈,其支鏈數約為22‰(HDPE支鏈數約為2‰) ,支鏈數越大,則叔碳2氫鍵越多,也越易老化。LDPE的結晶度較小(約為60%,HDPE的結晶度約為88%),非晶區是易吸氧的區域,結晶度對PE耐氧化能力的影響具有不同的實驗結果,一方面結晶度增大,無定形態減少,從而使PE不易氧化;另一方面,結晶度增大,使得微晶區邊緣分子鏈摺疊彎曲,易受到氧的攻擊,造成PE耐氧化能力的降低。從整體上看,結晶度越大,聚合物越易老化,但由於結晶度變化範圍不大,並且兩方面因素同時作用,所以結晶度變化引起的耐氧化性的變化也不大。評價材料老化壽命的最有效的方法是進行自然大氣老化試驗,對聚乙烯老化性能評價,普遍使用的是差示掃描量熱法,熱重法評價其熱氧老化性能也有一些報道。聚乙烯熱氧老化過程常常和光氧老化過程疊加在一起,使之很難單獨區分出來,其熱氧老化中交聯原因還不十分清楚;α、β不飽和羰基在光氧老化中的作用及氫過氧化物的分解機理還未達成共識。

以上種種均可視為聚乙烯材料老化機理研究的新動向。

塑料為什麼會老化

塑料其中有不同組分某些組分添加劑會因為光線特別是紫外線的作用發生化學反應或是揮發出來某些物質發生改變原來的特性消失造成塑料的老化一般塑料是某些長鏈聚合物在某稜環境下比如高溫油或水光照有機溶劑等環境下作用會發生反應長鏈斷裂塑料的原有特性下降也就是所謂的老化

塑料老化的主要因素有哪些

一、內在因素

1、材料種類

材料種類是指商品本身的化學結構。如聚丙烯含有叔碳原子，其塑料製品和丙綸織物的耐老化性能就不如聚乙烯。

2、大分子鏈的結構

大分子鏈結構包括相對分子量、不規則結構、相對分子量分佈、支化度、主體規整度等。

其中，不規則結構如支鏈、雙鍵、端基等，常稱為主鏈的弱點，對商品的老化性能影響較大。如聚氯乙烯，從化學結構上看是不易分解的，但實際上其熱穩定性卻很差，製品只能在70℃以下使用。

3、配料成分

塑料製品在生產時往往根據不同的用途，添加其他輔料，如增塑劑、填充劑、著色劑、穩定劑等。橡膠製品中要加入硫化劑、促進劑、防老劑、填充劑、軟化劑等配合劑。若這些助劑和配合劑選用不當，亦會促使商品老化。如在一般香蕉製品中添加的硫化劑（硫磺），單硫和雙硫交聯結構的疏化膠具有較好的氧化能力；而多硫交聯結構硫化膠則耐氧化能力相當差，在適當條件下會分裂出遊離基，引發自動催化氧化反應，使商品加速老化。

4、成型加工

在商品加工時，原材料受到外界不同的溫度和壓力的作用，使其內部發生了各種變化，如結晶度、結晶構型、晶粒大小、大分子取向程度等。因此，高分子商品的耐老化性能與其製造方法和加工條件也有關係。

二、環境因素

1、日光

日光是影響商品老化的最主要因素之一。對商品老化具有顯著影響的是紫外線、紅外線，可見光對商品老化也有影響。

2、熱

熱是促使高分子類商品老化的重要因素。熱氧老化是商品在儲存中重要的老化之一。大氣環境中的冷熱交替作用對商品老化也會產生一定的影響。

3、氧和臭氧

高分子材料類商品對於大氣中的分子氧是很敏感的，甚至微量氧的作用，可以使某些材料的抗張強度、硬度、伸長率等性能發生嚴重的變化。所有高分子材料對於空氣中的氧氣都是很敏感的。大氣中臭氧的濃度雖然不高，但對商品的影響很大，尤其在日光作用下，由於光的活化作用，會加速臭氧老化的速度，使商品老化更為強烈。

4、水和空氣相對溼度