高分子材料的老化研究进展Word下载.docx
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气相色谱-质谱分析研究了天然橡胶硫化胶的耐老化性能及其机理,结果表明，天然橡胶硫化胶在热氧老化初期力学性能和交联密度增加，热失重起始温度上升，随着老化过程的进行，降解效应占优势，硬度和交联密度下
（1•石家庄学院化工学院，河北石家庄
050035;
2河北科技大学化学与制药工程学院,河北
石家庄
050018
咼岩磊1,崔文广1,牟
微1,冯俊霞1,赵地顺2
要］介绍了有关高分子材料在环境因素作用下老化研究的历史，综述了橡胶、塑料及胶粘剂的环境老化行为、国内外研
究的发展及现状，展望了高分子材料老化的研究动向和发展趋势。
［关键词］高分子；
老化；
研究现状；
展望［中图分类号］TB324
［文献标识码］A
［文章编号］1003-5095（200801-0029-04
［收稿日期］2007-12-21
［作者简介］高岩磊（1980-,女，助教,主要从事材料的环境
行为与失效分析工作。
第31卷第1期2008年01月Vol.31No.1Jan.2008
降，热氧稳定性变差。
乙丙橡胶在户外绝缘系统中应用广泛，其性质和表面结构在环境因素作用下会发生变化。
徐业彬［12］应用SEM、XFS等技术研究了加速气候老化对乙丙橡胶表面结构的影响，结果表明，老化后橡胶表面出观微裂纹,链端氧化或链的断裂导致
COO-出现。
硅橡胶是特种合成橡胶中的重要品种之一。
田可新［13］对硅橡胶材料进行了
老化机理分析，指出漏流径形成是造成硅橡胶老化的最主要原因。
蔡登科等［14］将
纳米粒子和纳米复合材料技术在硅橡胶改性中应用，使硅橡胶纳米复合材料在结构、性能展现出诱人的应用前景，已成为材料科学研究的热点。
氢化丁青橡胶（HNBR以其优异的耐油、耐热和耐老化性能已在发达国家的汽车、油田等工程领域得到广泛应用。
李晓东［15］测定了氢化丁苯橡胶（HSBR老化前后的力学性能，结果表明，HSBR的氢化度愈高，物理机械性能愈优异。
饶秋华等［16］通过热空气老化试验,建立了丁苯橡胶（SBR热空气老化拉伸性能变化率与邵尔A硬度变化值之间的相关性。
结果表明，在热空气老化过程中，无论是普通硫化体系还是有效硫化体系，SBR硫化胶老化后的邵尔A硬度变化值随老化时间的延长而呈指数趋势增加，且老化后扯断伸长率变化率与邵尔A硬度变化
值之间呈线性关系。
2.2塑料的老化
塑料材料暴露于自然环境下，受到光、热、氧、水等因素的综合作用，其性能将不断恶化，使用寿命缩短。
聚乙烯（PE是通用树脂品种之一，普遍用其制造户外阳光下使用，故其光氧老化性能为人们所关注。
理地协调各填充组分的用量和关系,可实现填充PE塑料紫外光降解性能的可控制性。
DeepakSrivastava等［18］研究了老化温度和时间对LDPE/LLDPE/HDPE薄膜
拉伸强度的影响,结果表明,当LDPE、LLDPE和HDPE含量分别为
44.6（wt%、27.7（wt%和27.7（wt%时，薄膜的耐老化性能最好。
高俊刚等［19］研究
认为纳米TiO
和ZnO对聚乙烯抗紫外老化性能有比较明显的提升。
未经稳定化的聚丙烯（PP在自然环境中受光和热的影响,极易自动光氧化降解
破坏而不能使用，人们常借助于添加稳定剂的措施来增进它的耐候性。
胡行俊［20］
研究认为键合型聚丙烯耐候性和耐溶剂抽提性能非常优越。
徐立新等［21］研究了纳米TiO
对聚丙
烯抗紫外老化性能的影响，结果表明，纳米TiO2
能使聚丙烯的抗紫外老化性能显著提高。
费正东等［22］采用热烘箱老化法研
究了无机纳米粒子对PP热氧老化性能的影响,认为无机纳米粒子可以不同程度地抑制
PP的热氧降解反应,其中以TiO
的效果最佳。
PVC及其共混物在使用过程中会出现老化现象，其中紫外光是引起大气老化最重要的原因。
陈旭东等［23］研究认为PVC在紫外光照射下会脱HCI产生共轭双键，同时认为,MBS有抑制PVC脱HCI的作用。
胡行俊［24］通过半硬和硬聚氯乙烯材料（RPVC户内外气候老化力学性能数据，分析了室内外环境与地区条件对材料气候老化行为的影响，并阐述了材料气候老化规律与材料本身配方，加工工艺条件等的依赖性；
探索了材料人工光加速老化与广州户外自然大气老化的相关性，求取
了RPVC材料缺口冲击强度保留率的线性回归方程，并推算了材料的户外老化寿命。
苯乙烯类塑料是一种得到广泛应用的通用塑料，但在自然环境中易于老化。
王俊等［25］研究认为聚苯乙烯（PS分子量的下降与太阳辐照强度密切相关；
试样温度变化所产生的内应力是影响PS力学性能的重要因素;
水对PS的各项性能不产生大的影响。
曹建军
等［26］研究了金红石型纳米TiO
对HIPS抗光老化性
能的影响，结果表明，金红石型纳米TiO
复合改性HIPS经过28d的氙灯气候加速老化后,其力学性能在较长时间内得到保持，抗色变能力大幅度提高，分子链断裂得到有效抑制。
周长兰等［27］研究认为
ZnO、
TiO
/SiO
复合体系和抗氧剂168复合使用对改善ABS的抗紫外线老化性能有显著的协同效果。
2.3胶粘剂的老化
随着各种新型材料和新型胶粘剂的出现，胶接技术越来越广泛地应用于国防、航空、航天、汽车等工业领域。
实践表明：
胶接接头在服役及存放过程中，由于受热、水、光、氧及其他腐蚀介质的作用，会发生性能退化,使胶层强度和界面强度都下降［28］。
作者在研究环氧胶粘剂在5（wt%盐水中的老化行为时发现，环氧胶接接头的剪切强度随浸泡老化时间的延长呈线性下降趋势，并且提高温度能够显著加速环氧接
头的老化［29］。
DavisFata等［30］研究了环氧胶粘剂在60E条件下的热老化和水热老化,结果发现,老化100d后,处于热老化环境中的胶粘剂没有发生化学变化,而处于水热老化环境中的胶粘剂发生
河北化工
?
30?
第1期
了巨大的化学变化。
李爱玲等［31］研究了聚氨酯胶粘剂胶接试样在盐溶液中浸泡前后的拉伸剪切强度,结果表明,聚氨酯胶粘剂的粘接强度在NaCI水溶液中的下降速率比在蒸馏水中的下降速率慢；
温度的作用主要表现为在浸泡初期能加速聚氨酯胶粘剂的降解和粘接强度的下降，但是在浸泡中后期，其作用变小；
聚氨酯胶粘剂粘接强度的下降趋势在浸泡初期随NaCI含量的增加而减缓,在浸泡中后期，其结果刚好相反；
胶粘剂的粘接强度随载荷的增加而急剧下降。
孙海龙［32］对纯聚氨酯胶粘剂和有机硅改性聚氨酯胶粘剂的耐水性和耐热性进行研究发现，有机硅改性后聚氨酯胶粘剂的高温（70E耐水性得到提高，耐热性也得到了显著提高。
3高分子材料老化研究展望
在未来的高分子材料老化研究中，采用数值模拟与实验研究相结合的方法，有
可能成为人们工作的重点。
另外,在老化动力学研究的基础上，预测材料在环境因
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（下转第39页
表2本法与其他催化剂效果的比较
催化剂硫酸［11］复合固体酸硫酸氢纳
氯化铝催化剂用量/%6566醇油摩尔比30:
140:
140：
1反应温度厂C70809080反应时间/h391210产率/%
80~90
90
85
56.3
采用IR550n型红外光谱仪测定产物的红外光谱图（图3。
波数为3006.76cm
-1属于C=C-H基团中的碳氢键伸缩振动，2924.97cm
-1
2854.05cm-1处2个吸收峰应为-C-（CH2-C-中的碳氢键伸缩振动特征峰。
波
数为1746.58cm-1的
吸收峰是酯的-C=O伸缩振动峰,吸收作用十分强；
波数为1119.32、1163.83和
1238.77cm-1处的3个吸收峰应归属于-CH2-C00CH3基团的伸缩震动峰；
在
1464.83cm-1
处的吸收峰应属于甲氧基-0-
CH3中的碳氢键不对称弯曲震动吸收。
因此，可以确定此产物为脂肪酸甲
酯。
火锅店餐饮废油为原料，通过酯交换反应可以生产出品质较好的生物柴油。
实验证明NaHSO4?
H20+AlCl3?
6H20可以做催化剂,最佳工艺条件为：
醇油摩尔比为40：
1,催化剂n（NaHSO4?
H20:
n（AlCl3?
6H20=1.5:
1,催化剂
添加量1g（约为油重5%,反应9h,反应温度80C,极差顺序:
醇油摩尔比、催化剂
配比、催化剂添加量、反
应时间。
该复合催化剂对比单独用NaHS04
H20和AICI3?
6H20有较大的优势。
本法具有选择性好、催化剂用量少、产物分层快捷、后处理工艺简单、无污染、产率高、产品品质好等
优点。
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SynthesisofBiodieselOilThroughSolidacidCatalysts
WANZhen,ZHANGSheng-tao
（ChemistryandChemicalEngineeringCollege,ChongqingUniversity,Chongqing400044,China
Abstract:
Aresearchwasreportedthatbiodieselwasmanufacturedbythetransesterificationofwasteoilwithmethanolcatalyzedbysolidacidcatalysts.ThecontentsofbiodieselhavebeenstudiedatvariousmoleratioofNaHSONH2Oto
AlCl3
6H2O、dosageofcatalystmoleratioofmethanoltowasteoiktemperatureandreactiontimebycupricglyceri-natecolorimetry.Theproductswereanalyzedbyinfraredspectroscopy.
Keywords:
NaHSO4?
H2O;
AlCl3?
6H2O;
wasteoil;
biodiesel;
transesterificationt!
!
ProgressinStudyofPolymerAgeingBehaviors
GAOYan-lei1,CUIWen-guang1,MUWei1,FENGJun-xia1,ZHAODi-shun2
（〔.CollegeofChemicalEngineering,ShijiazhuangUniversity,Shijiazhuang050035,
China;
2.CollegeofScience,HebeiUniversityofScieneeandTechnology,Shijiazhuang050018,China
Ageingresearchhistoryofpolymerwasintroduced.Thecurrentstateandprogressintheresearchofenvi-ronmentallyageingbehaviorofrubber,plastics,andadhesiveathomeandaboardwerereviewed.Andaprospectwassug-gestedwithrespecttothedevelopmenttrendoftheresearchonageingofpolymer.
polymer;
ageing;
currentstateofresearch;
prospection
（上接第31页
第1期万祯张胜涛:
复合固体酸催化餐饮废油合成生物柴油的研究
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