高分子化合物的老化

橡胶和塑料制品在自然环境中曝露就会逐渐发生老化，引起老化的原因很多。有日光、臭氧、温度、湿度等。因此，要知道这些高分子化合物制品的质量必须进行耐候性试验，其中耐光性试验为主要的。单靠阳光试验没有保证，因此采用人工光源进行高分子老化试验。

一、光老化机理

光使高分子制品老化是因为构成物质的分子或原子吸收了光能所得到的光能量引起化学反应，或者由于这个能量转移在其它分子上而发生反应的光敏效应等的原因。

根据前面介绍的爱因斯坦的光化学第二定律，光化反应中重要因素不是光的强度而是光的波长。紫外线的能量特别大，虽然在太阳光中紫外部分很少，但是对光化学反应影响很大。波长为4000A，特别是3000A对橡胶，塑料的老化起着主要作用。

Bateman研究了烯烃类的光老化机理，认为它与热氧化老化机理之间的差别仅在于链引发，也即是在自由基发生机理上不同，其它反应步骤，如:链的增长和链的终止机理都相同。

由上可见经光引起的化学反应，都有过氧化物生成过程，但吸收非常高的能量时，可能有链或交联键时直接断裂。这些老化机理表现在实际用品上的现象有表面变色，污染，失光，硬化，脆化，软化，扯断强度下降，表面氧化膜的生成及其变色，裂纹，发粘，出现斑点。

二、防止老化方法

既然，高分子化合物在光照之下能老化，老化原因如上所述。吸收了光能(紫外线)聚合物分子形成激发态或不稳定的高能级状态，能形成分子内部键的断裂(C-C,C-H,C-X)。若这些激发态的分子以热的形式辐射出来，或者传递给不参与光分解的其它分子，那么，就不会引起光化学反应。为此，人们设法在塑料、橡胶内加入紫外线吸收剂，防止老化。目前，在高分子化合物中加入的紫外线稳定剂(吸收剂)有几十种，典型的有羟基二苯甲酮，羟基苯骈三唑，丙烯腈衍生物，丙烯酯类的有机物，金属有机配价化合物，碳黑，金属氧化物等，以及最新报导的抗氧剂胺类及其衍生物。这种防止老化作用是很有力的措施，质量不断提高。

三，老化用的光源

国外用在老化箱内的光源一般有碳弧灯，汞灯，氙灯，其光谱能量分布接近太阳光，要连续分布，但是，又希望紫外线波段要有丰富的紫外线，

碳弧灯-促使塑料老化的紫外光范围在3000~3200A，而紫外碳弧灯能辐射出这一范围的波长，其它的波长是接近太阳光，但是，碳弧灯操作方法不方便。

氢灯美国采用水冷氙灯装在老化箱内，为防止灯的光效衰退，冷却水要经过纯化，氙灯的光谱能量分布接近太阳光。

紫外线荧光灯一美国,日本采用了20W的紫外线荧光灯(20~30支)，其特点是发热量小，价格便宜。