聚合物材料表层的老化过程

摘要

本文用不稳态动力学理论并考虑到老化过程是从材料表面向内部扩展,对材料在紫外光和扩散氧同时作用下而产生的聚合物老化过程进行了理论分析。假设聚合物吸收了其特征吸收带附近的紫外光而使聚合物分子活化,产生解聚和光氧化反应而导致老化并以光化学方式进行下去。研究表明,在一定条件下,老化深度的增长约与曝露时间的平方根成正比。这种t^1/2(抛物线)规律在以前研究混凝土的中性化和金属的氧化过程时也观察到。该理论研究指出,抛物线规律应该也适用于聚合物材料的老化。许多聚合物材料在老化过程表现出与曝露时间成指数规律(t^n,n=0.5～1.0),这种与理论的差别在于复杂的老化机理,包括了解聚和光氧化反应。聚合物材料抗弯强度随时间而降低可解释为受破坏的表面层使材料强度降低。