浅析导致橡塑保温材料老化的主要因素
　　保温工程网橡塑保温材料是弹性闭孔弹性材料，具有柔软，耐曲绕，耐寒，耐热，阻燃，防水，导热系数低，减震，吸音等优良性能，可广泛应用于中央空调、建筑，化工，等行业和部分的各类冷热介质管道，容器，能达到降低冷损和热损的效果。那么大家是否知道橡塑保温材料出现老化是由什么原因导致的呢？
　　橡塑保温材料是弹性闭孔弹性材料，具有柔软，耐曲绕，耐寒，耐热，阻燃，防水，导热系数低，减震，吸音等优良性能，可广泛应用于中央空调、建筑，化工，等行业和部分的各类冷热介质管道，容器，能达到降低冷损和热损的效果。
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　　橡塑绝热材料出现老化的情况，老化的主要因素主要来自两方面，一是被绝热介质的因素，二是绝热材料所处环境因素。
　　介质因素是指其温度的交替变化，而环境因素是指臭氧侵袭，紫外线侵袭，以及环境温、湿度交替变化等影响。在这两个因素之中，外界环境因素的影响是橡塑发泡绝热材料老化的主要原因。相对比较稳定的室内环境，室外设备及管道上，由于紫外线强度大，臭氧浓度高，温、湿度交替变化大，极大地加快了材料的老化速度。为延缓老化，提高材料正常使用寿命，最好对室外安装的橡塑材料加装保护层。采取刷涂保护漆或者敷设一层铝箔、铝板、玻钢板等作为保护层。橡塑绝热材料保冷和保热具有相同的效果，只要是在正常的使用范围内对材料的性能影响基本是一致的。
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Copyright&&&2008&-&2015&&&&&All Rights Reserved高分子老化
简介/高分子老化
在加工、贮存和使用过程中，由于各种因素的影响，性能和使用价值逐渐降低的现象。老化可分为和两种。
化学老化是一种不可逆的化学反应，它是分子结构变化的结果，例如塑料的脆化，橡胶的龟裂，纤维的变黄等。化学老化可以分为降解和交联两种类型。降解是指高分子受紫外线、热、机械力等因素的作用而发生的分子链的断裂；交联是指高分子，产生的高分子自由基相互结合，形成。降解和交联对高分子的性能有很大的影响。降解使高分子分子量下降，材料变软发粘，抗拉强度和模量降低；交联使高分子材料变硬变脆，伸长率下降(见和)。
物理老化不涉及分子结构的改变，它仅仅是由于物理作用发生的可逆性变化。例如有些高分子材料受潮后绝缘性能下降，但干燥后可以恢复。
高分子老化现象/高分子老化
①外观的变化，出现污渍、斑点、银纹、裂缝、喷霜、粉化及光泽颜色改变等；
②物理性能的变化，包括性、溶胀性、流变性及耐寒、耐热、透气、透光、透水等性能；
③力学性能的变化，如抗拉、抗弯、抗压和抗冲强度及伸长率等；
④电性能的变化，如绝缘电阻、、击穿电压等。
引起原因/高分子老化
引起高分子老化有内外两种因素，外在的因素包括化学的氧化作用、水分解作用，物理的热作用、光作用、电作用和机械力作用，以及生物的微生物作用、昆虫作用和海洋生物作用等。
太阳光是引起高分子老化的主要外因之一，它对户外使用的高分子影响较大。太阳光中的紫外线，易被含有醛、酮、羰基的所吸收，引起光化学反应。太阳光中的红外线为物质所吸收，转变为热量；随着温度的升高，高分子热老化和热氧老化加剧。氧是一种活泼气体，能使许多物质发生氧化作用。高分子的化学老化主要是在光、热或其他因素影响下进行的氧化反应。高分子在加工、贮存和使用过程中，不可避免地要和氧接触，所以氧也是引起的主要因素之一。
内在的因素包括高分子本身化学结构和物理状态的影响。支链高分子比直链高分子容易老化，因为支链会降低高分子的键能，所以当支链增大时，会降低高分子的抗老化性能。
某些高分子在分子结构上含有亲水基团，容易吸收水而引起。此外，水渗入高分子内部后，会使制品内某些防老剂被水溶解，从而去除了制品内部的保护剂，使制品加速老化。
根据老化因素和试验手段的不同，可以对高分子老化按生物老化、大气老化、光老化、光氧老化、热老化、热氧老化、湿热老化、等类型进行研究，至于化学试剂对于高分子的破坏作用，可归入的范畴。高分子老化和防老化的研究是不能分割的.　老化塑料暴露于自然或人工环境条件下性能随时间变坏的现象。 　　
高分子材料的老化和防老化/高分子老化
研究高分子材料的老化和防老化是一个很实际的问题，也是一个很复杂的问题。高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。老化是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。担是人们可以通过对高分子老化过程的研究，采取适当的防老化措施，提高材料的耐老化的性能，延缓老化的速率，以达到延长使用寿命的目的。 （1）发和老化的原因主要是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有、支链、羰基、末端上的羟基，等等。外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体（如、、、等）、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。
从结构上的原因来说，比容易老化，因为C—F键的键能比C—H键的键能大，它起着保护碳链的作用。聚丙烯不如聚乙烯耐老化，这是因为聚丙烯的碳链上有甲基，甲基碳原子上的氢原子比较容易脱去。由于聚酰胺链上有羧基，聚酯纤维中的酯键容易水解，因此也容易老化。又如二烯烃聚合的橡胶中含C=C双键，容易发生热氧老化、光氧老化、臭氧老化。由于橡胶常在应力条件下使用，比较容易发生臭氧龟裂，因此是橡胶老化的主要原因。氯丁橡胶由于含有吸电子基的氯原子，因而较耐老化。
聚合物由于结构上的弱点而在一定外界条件下发生的各种老化现象如前所述。有的聚合物没有上述情况也会发生老化，如受到辐射特别是高能辐射时，就会发生断裂，即使是近也能足够打开一般的单键（C—H、O—H那样的强键除外）。
防止老化的措施/高分子老化
从发生老化的原因来看，一个主要原因是在本身。因此，改善高分子的结构以提高老化的能力是很重要的。例如，橡胶在硫化以后，依然存在着不饱和双键，而橡胶制品在使用时又难于避免日光、氧气、臭氧等的侵蚀，所以人们研究合成新的品种就应避免或大大减少橡胶的高分子链上的。当纳塔①等人用络合催化剂定向聚合了聚乙烯以后，他们就预测可以用乙烯和丙烯两种单体经共聚制成弹性体，后来，果然合成了二元乙两橡胶，乙丙橡胶区别于其他合成橡胶在结构上的一大特点就是主链中不含双键，完全饱和，使它成为最耐臭氧、耐化学品、耐高温的耐老化橡胶。但是，乙丙橡胶也带来聚二烯橡胶所没有的缺点，如硫化速率慢，不易跟金属粘合等。于是人们又研究在乙丙橡胶上接上易硫化的第三单体，以提高硫化速率。目前，乙丙橡胶已成为合成橡胶中有发展前途的一个品种。高分子科学和生产工艺的发展，将不断地改进高聚物的性能，使它们老化并延长使用寿命。 其次是在合成材料加工过程中添加防老剂。如添加防止氧气或臭氧引起老化的，添加紫外光稳定剂、热稳定剂、，等等。
再次，还可以用物理防护的方法，如涂漆、、浸涂防老剂溶液等。
总之，对聚合物的老化和防老化的研究是高分子科学和技术的一个重大问题。在选择单体、改进加工聚合方法、添加防老剂、保护制品表面等方面，虽已取得显著成果，但仍需进行深入的研究。 我们在使用高分子材料制品时，也要注意保护，以延缓其老化。例如，湿的聚酯纤维衣服不宜在日光下曝晒，塑料雨伞、雨衣在使用后要擦干以防止因霉菌侵蚀而发霉，等等。但是，有些制品是难于避免这些外界因素的，如塑料地膜、塑料大棚上的薄膜、汽车轮胎、等都不能避免日晒雨淋以及氧气等的侵蚀。这就要依靠从高分子结构、加工等方面来提高质量以加强聚合物的能力。　
参考书目/高分子老化
&W.L.Hawkins, Polymer Stabilization,John Wiley & Sons, New York, 1972.
万方数据期刊论文
高分子通报
万方数据学位论文氧-接触电荷转移(O-CCT)复合物及其在有机氧化与高分子老化初始过程中的作用
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抢沙发，第一个发表评论什么是塑料的老化现象?塑料的老化的主要表现?
情难自控416
塑料窗老化变色问题 塑料从有史以来就引起人们关注的问题就是老化寿命,尤其是PVC塑料窗更是如此.能否与建筑物“白头偕老”是生产者与用户都十分关心的问题.塑料经过一段时间使用将发生老化,塑窗也不例外.这些老化变色速度是不一样的,主要取决于配方、原材料的选择加工等诸多因素.本文主要就PVC塑窗外观使用中发生颜色变化发表一些看法,供大家讨论. 2000年,对山东、河北、辽宁、吉林、黑龙江等地区塑窗的使用性能进行了一次考查,主要目的是观察我国塑窗自然状态下的老化变色情况.这些地区PVC型材的生产厂家较多,而且应用的较早,基本上从95年起已大面积使用,历时达几年之久,因此对这些地区考查有一定意义. 通过调查,发现这些地区虽然都是白色型材,由于厂家、配方不同,塑窗使用时间长短不同,所以塑窗老化变色的深浅也不同.如有的塑窗颜色变化较深,呈深灰色、黄灰色,有的出现“风化”现象,有的变化较小,只是发暗、发黄,用户反应不一.对于变色较深的,反应较大,将影响塑窗行业的声誉和发展,因此PVC型材行业应引起高度重视. 一． 关于塑窗自然老化变色的现象 1．环境对塑窗老化变色的影响 环境对塑窗变色有一定的影响,如地理纬度、气候特点（本文不加以叙述）.调查发现,凡是小区临街的塑窗表面污染较为严重,变色较深,塑窗表面吸附物也较多,尤其是距小饭店较近的塑窗则更为严重,而且附着物较多变色较深. 一般吸附尘埃有以下规律：①一、二层楼较重,四层楼以上较轻②距交通干道近的第一、二栋楼吸附较多,第三栋楼以后的吸附较少.这主要与干道扬尘距离有关.另外在工业区以及烧煤居住区的塑窗变灰变暗,有的使用一年就变灰色,这些都与浮尘以及空气中的二氧化硫含量较高有密切关系,也都影响PVC塑窗变色,但是有些塑窗变化较小. 2．塑窗朝向对老化变色的影响 塑窗的朝向对老化变色影响较大,塑料老化主要是光、热、氧作用的老化,朝南向光辐射量大,塑窗在夏天温度可达44℃,加速了光化学反应和变色进程. ①朝南方向变色较其他方向为重,三楼以下比四楼以上重； ②朝东西向比朝南向变色较轻； 朝北向变色较浅,附着物少. 3．使用管理对老化变色的影响 在使用管理上与老化变色有一定的关系,合理使用和维护将延缓变色或减少变色的深度. ①朝南、东、西方向的塑窗,凡是保护膜没揭去的老化变色都快而深,这是由于保护膜老化产生大量烃羰基和其他活性基团,诱发了PVC老化变色； ②调查中发现相邻的塑窗（同时安装）变色程度有差异,这是由于变色浅的用户经常擦洗,能够清除PVC型材表面析出物、附着物,减少他们的老化促进作用的结果. 由于使用的差异,也会导致变色的差异,所以应合理的使用和保养,对于塑窗提高寿命和减少变色也有重要作用. 4．原材料构成对老化变色的影响 原材料、配方和工艺对于PVC塑窗老化变色影响是最主要的因素,也是决定性的因素.在调查中发现老化变色的现象不一样,主要有以下几种. ①塑窗表面变灰,但有光泽.也有的出现不均匀的黑斑,据用户讲有的仅使用2年,也有的使用了3－4年.这些不同厂家的产品表现各异,这些都是表面变色,对其性能无大的影响.这些变灰现象我认为：⑴这些配方中使用的铅盐与空气中的硫化物产生硫化铅黑色物所造成的“铅污染”,另外也可以讲稳定剂分散不均造成型材表面出现黑色斑点.⑵为了追求型材“青白”效果,在配方中加入了群青（多硫化钠）也将会造成铅污染,普遍变灰. ②塑窗表面老化变灰黄相,但光泽较差.使用3年,表面有些析出物粘附,但是用布擦洗不掉,只能擦去表面附着尘埃.这是正常的光氧化作用,PVC有降解,产生了共轭双键色团,使PVC型材呈现出变色. ③表面变灰或灰黄色,无光泽.使用了3-5年有粉化现象,用手擦有白色粉未脱落,这是PVC塑窗比较少见的现象,我认为有如下原因： ⑴配方中CaCO3加入较大,是钙塑产品不耐老化所造成的风化所致. ⑵配方不合理,塑化不够,没有形成凝胶状态而造成粉化现象. ④塑窗表面粉红相,这些现象多出现在北侧,型材表面有光泽,有的保护膜正常完好,但是出现发粉红相,我认为这与配方助剂以及TiO2有关系. 二、关于塑窗变色的原因分析 综上所述,PVC塑窗型材变色问题是自然界光、热、氧、水分以及空气中其他物质综合作用的结果,当然与配方设计、原材料的组成、工艺的合理性和使用维护等有直接关系.但是实质问题我认为与以下几个方面关系较为密切. 1．表面有析出物,这些析出物大部分是润滑剂.当然塑料加工中润滑剂是不可缺少的,但是使用的量要有一定限制,要合理,如果过剩势必造成“过饱和”析出.析出也是一个过程,到一定时间才能达到平衡,析出物在型材表面粘附许多尘埃,这些尘埃有的有一定活性,将会促进光氧化反应加速PVC型材的老化. 2．型材的静电感应吸附灰尘,也增大了老化过程,这些灰尘中有许多活性物质加速了变色,吸附表面很难除去. 3．型材表面光泽度差,表面积大,污染后难于“自洁”,也造成了老化变色作用.测定了一些塑窗型材,表面光泽度相差较大,有的塑窗型材（刚安装）光泽度65%,也有的将近20%,这样肯定造成污染、吸附、光化学反应等差异. 4．稳定剂体系对光老化变色影响较大,铅盐用量过多,促进氧化变色,再加之过硫化物易污染,造成颜色变深,发灰至黑. 5．抗冲击改性剂CPE的质量差异使光老化后变灰变暗,加重了PVC型材变色,一些厂家CPE的耐候性需要提高.而丙烯酸酯类改性剂耐候性好,紫外光老化变色较浅,与CPE相比较差距较大,在有条件的情况下尽可能的采用丙烯酸酯以确保耐老化性能. 6．关于TiO2的使用对白色型材非常重要,除了着色之外,主要是对紫外光有屏蔽作用,以防止PVC受光、热、氧老化降解,目前PVC型材各企业都在使用金红石型TiO2,但是由于产地不同,包覆的技术不同,因此耐候性也出现了差异.据了解,有些厂家为了降低成本使用TiO2量少,只把TiO2当作白色颜料,而忽略防老化屏蔽作用,所以在型材上表现出老化差异较大,应引起重视. 7．关于群青（多硫化钠）的使用问题,有些企业为了达到“青白”效果,配方中使用了少量的群青,一般的群青能与稳定剂铅盐起反应,生成黑色的硫化铅,导致型材发灰.我的观点不太提倡“青白”,如用户需要,可以使用经稳定处理的群青,以防影响变色. 8．关于加工工艺问题,调查中发现某些塑窗的型材塑化不好,表面粗糙不平,根本不是塑化,而是混合料的“堆积”,谈不上什么耐候性. 9．关于高填充问题,调查中发现,凡是高填充多数都出现“粉化”现象,新的塑窗光泽度也差.关于长期使用寿命问题,却十分令人担忧,而且变色非常严重,尤其是重质碳酸钙.因此,呼吁PVC型材生产厂家应本着对自己企业信誉负责,对行业负责,对用户负责的精神,停止高填充,采用合理的方法降低成本. 我国的PVC塑料门窗近几年来发展速度很快,不论是在节能还是在环保等方面都深受广大用户欢迎.关于上述讨论只是型材发展中的个别现象,但是不得不引起我们的重视.PVC型材发展到今天,我们不妨冷静地回头看看昨天,以更好的规划明天.
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