01、 老化原理

物質(zhì)的分子或原子首先吸收太陽光，使其分子或原子在吸收光能后處于高能狀態(tài)；而當一個分子或原子吸收的能量大于其鍵能，就會使該物質(zhì)發(fā)生降解，也即老化。 老化是完全的解聚反應， 使高分子的末端，從原子間化學鍵弱的部分斷裂。

02、 熱效應

主要是是太陽輻射能中紅外光譜部分產(chǎn)生的。引起產(chǎn)品短時高溫和局部過熱，造成一些對溫度敏感的元器件失效，結(jié)構(gòu)材料的機械破壞和絕緣材料的過熱損壞等?；蛟诟邷叵率艿接炅軐е麻_裂等不良現(xiàn)象

03、 光化學效應

主要是由太陽輻射中紫外光譜部分產(chǎn)生的。紫外光譜提供的光能量足以激發(fā)有機材料分子使其健斷裂、降解或交互，從而使材料老化變質(zhì)。當太陽輻射與溫度、適度等氣候因素綜合作用時，它的破壞更為明顯。最易發(fā)生的損壞時變形、變色、失去光澤、粉化、開裂等表面損壞，同時，起內(nèi)在的機械性能和電氣性能也會隨之降低，從而使材料的使用價值降低，甚至報廢。

（5）高分子材料的老化現(xiàn)象

老化由物理老化和化學老化兩種類型。高分子材料在加工、貯存和使用過程中，由于受到各種外界環(huán)境因素的影響，其性能逐漸由好變壞，以致最后喪失使用價值，這種現(xiàn)象就屬于高分子材料的老化。不僅造成資源浪費，甚至會因其功能失效釀成更大的事故，而且其老化引起的材料分解也可能會對環(huán)境產(chǎn)生污染。

由于聚合物品種不同，使用條件各異，因而有不同的老化現(xiàn)象和特征。歸納起來高分子材料的老化可有以下幾種情況：

外觀的變化

出現(xiàn)污漬、斑點、銀紋、裂縫、噴霜、粉化、發(fā)粘、翹曲、魚眼、起皺、收縮、焦燒、光學畸變以及光學顏色的變化

物理性能的變化

包括溶解性、溶脹性、流變性能以及耐寒、耐熱、透水、透氣等性能的變化。

力學性能的變化

拉伸強度、彎曲強度、剪切強度、沖擊強度、相對伸長率、應力松馳等性能的變化。

電性能的變化

如表面電阻、體積電阻、介電常數(shù)、電擊穿強度等的變化。

（6）影響高分子材料老化的因素

宏觀影響因素

因為高分子聚合物在加工、使用過程中，會受到氧、臭氧、熱、水、光、微生物、化學介質(zhì)等環(huán)境因素的綜合作用, 其化學組成和結(jié)構(gòu)會發(fā)生一系列變化，物理性能也會相應變壞，如變色和褪色、聚合物發(fā)黃、變糊、開裂、龜裂、剝離和分層、翹曲、脆化、拉伸強度損失、粉化、起泡、失光等，這些變化和現(xiàn)象就稱為老化

微觀影響因素

高分子聚合物在熱或光的作用下會形成激發(fā)態(tài)的分子，當能量足夠高，分子鏈就會斷裂形成自由基，自由基可以在聚合物內(nèi)部形成鏈式反應，繼續(xù)引發(fā)降解，也可能引起交聯(lián)。

如果環(huán)境中存在氧氣或臭氧，還會誘發(fā)一系列氧化反應，形成氫過氧化物，并進一步分解成為羰基。

如果聚合物中存在殘余的催化劑金屬離子，或在加工、使用中帶入金屬離子如銅、鐵、錳、鈷等，會加速聚合物的氧化降解反應

（7）高分子材料老化機理

以聚丙烯PP為例，研究老化機理:

鏈引發(fā)

聚丙烯結(jié)構(gòu)中的叔碳原子在光、熱和氧的作用下極易生成自由基：

鏈傳遞

自由基自動催化生成過氧化自由基和大分子過氧化物，過氧化物分解又產(chǎn)生自由基

自由基又可和聚合物反應，使自由基不斷傳遞，反應延續(xù):

鏈終止

自由基相互結(jié)合生成穩(wěn)定的產(chǎn)物，終止鏈反應:

（8）高分子材料老化的防護措施

高分子材料的防護措施可以從兩方面考慮，分別為物理防護法和化學防護法。

Part.1

物理防護法

原理:盡量避免高分子材料與外界老化因素接觸。

Part.2

化學防護法

原理:通過化學反應抑制老化反應進行。

02

太陽光譜介紹

根據(jù)太陽光的全光譜圖，我們可以把太陽光分為三部分：

01

不可見光

-紫外線（人眼感覺不到的光），波長范圍是 250-400nm。

紫外線又分為三類：

長波紫外線，UV-A：315-400納米。

中波紫外線，UV-B：280-315納米。

短波紫外線，UV-C：250-280納米。UV-C到達地面極少，可以忽略不計。

02

可見光

（人眼能看到的光），波長范圍是400-750nm，主要成分是紅光、綠光、藍光。

03

不可見光-近紅外線

（人眼感覺不到的光），波長范圍是750-2500nm。

近紅外線是紅外線的一種，波長在 2500nm以上的紅外線稱為中紅外線和遠紅外線

☆ 5% 紫外線  300-400nm

☆ 43% 可見光  400-700nm

☆ 52%  近紅外 700-2500nm

（1）太陽光譜介紹

在分子光譜中，根據(jù)電磁波的波長（λ）劃分為幾個不同的區(qū)域，如下圖所示：

☆ 紫外光譜（UV）的基本原理

☆ 紫外光譜的產(chǎn)生（電子躍遷）

光子的能量與波長成反比，即波長越短，能量越高，波長越長，能量越低。

陽光中紫外線是造成產(chǎn)品光降解和光老化的主要原因，這是因為波長越短，能量越高，穿透能力也越強。而在太陽光譜中，紫外線恰好是屬于波長較短的波。