塑料老化的定義
塑料老化是指塑料的使用性能在外界環(huán)境作用下的不可逆劣變。在大多數(shù)場合下，老化是聚合物的主化學鍵斷裂所致，但次價鍵的破壞往往也能引起劣化。
造成塑料性能劣化的原因是多方面的，如材料自身的分子結(jié)構、環(huán)境因素等，塑料的老化反應通常先從表面開始，然后再探人到內(nèi)部。因此在體積性質(zhì)未明顯變化之前，表面上可能會出現(xiàn)種種劣變現(xiàn)象，如龜裂、紋裂、變色或組織變化等，這對于要求制品外觀的應用來說即意味，出現(xiàn)性能劣化。反之，在以機械強度作為主要便用性能的場合，只要不影響材料的機械強度。即使其表觀發(fā)生變化仍無礙其應用。不過，有些材料的體積性質(zhì)易受表面性質(zhì)的形響，如沖擊強度會因表面的龜裂而降低。因此，在評價塑料的穩(wěn)定性或穩(wěn)定劑效果時，最重要的是要考慮到保持塑料使用良好的臨界性能。
影響塑料老化的因素
(1)環(huán)境因素 易與聚合物發(fā)生化學反應的物質(zhì)以及各種不同類型的足以破壞分子化學鍵的外界能量均能使塑料劣化。環(huán)境中導致塑料劣化的化學反應物有許多，最重要的是氧，包括氧氣和臭氧。所有聚合物在適當條件下都一定程度地同氧發(fā)生反應，與氧的反應是絕大多數(shù)塑料在使用條件下劣化破壞的主要原因。
環(huán)境中另一個盆要的導致塑料性能劣化的化學反應物是水，雖然水的破壞作用在縮聚物的水解中表現(xiàn)顯著，一些加聚物也易遭受水的破壞，如大分子鏈側(cè)基的水解也會給其主要性能造成損害，微量的酸或堿常能促進聚合物的水解。工業(yè)煙霧中含有各種各樣的化學成分。在一些特殊用途中，塑料也可能接觸到許多化學藥品，如溶劑、洗滌劑、膠粘劑以及眾多的腐蝕性化學品等，其中不少也能引起塑料老化。
外界能量是聚合物環(huán)境劣化中的又一個基本要素。各種輻射能和機械應力對塑料都有破壞作用;熱能無論在有無化學反應物存在的條件下。都能促使塑料降解。紫外光輻射可以引發(fā)很多聚合物的劣化;機械應力對塑料也有破壞作用，特別是在成型加工過程中它與熱能相結(jié)合時危害更甚。
在塑料的使用壽命中，有兩個主要的劣化時期。第一個時期是塑料加工階段，這一時期的特征是塑料在短時間內(nèi)處于較高的溫度和機械應力下，少數(shù)聚合物分子會發(fā)生降解或形成活性基團。這些活性基因作為微量雜質(zhì)能促便塑料在使用期間劣化。第二個主要的劣化時期是在塑料處于實際的應用環(huán)境中，這一階段所處的溫度和機械應力一般比加工階段低，劣化速度比較級慢，經(jīng)歷的時間長，但實際上聚合物的破壞多數(shù)發(fā)生在這一階段。研究塑料的穩(wěn)定化，應當考慮到上述兩種環(huán)境條件，即加工條件和長期老化條件。
(2)分子結(jié)構和凝聚態(tài)結(jié)構因素 在同樣的環(huán)境條件下。各種塑料的耐老化性能有很大差異。這主要是由于它們的分子結(jié)構不同。另外，所微量雜質(zhì)的不同也影響到其穩(wěn)定性。一般認為老化與聚合物的相對分子質(zhì)量沒有多大關系，但相對分子質(zhì)量分布對高聚物的氧化有影響。相對分子質(zhì)量分布越寬的高聚物，趁容易氧化。這是因為分布越寬，增基越多，氧化機率增加。
塑料的老化還與其聚集態(tài)結(jié)構或形態(tài)有關。塑料的氧化、水解以及與其他化學物質(zhì)的反應速率大都受化學反應物的擴散速率所控制，因此影響滲透性的各種因素對塑料的老化有很大影響，包括結(jié)晶度、結(jié)晶結(jié)構的完善程度、玻璃化轉(zhuǎn)變溫度、試樣的比表面等因素。例如聚苯乙烯在溶液狀態(tài)易受氧化。但其固態(tài)卻對熱氧化相對穩(wěn)定，這是因為聚苯乙烯不象PE等聚烯烴，其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度商于室溫，鏈段不易運動，使O2不易擴散。
