

1.環(huán)境因素:
*化學(xué)介質(zhì):接觸酸、堿、氧化劑等化學(xué)物質(zhì)是導(dǎo)致降解的原因之一。這些介質(zhì)可能直接攻擊聚合物鏈(如水解、氧化、溶脹),破壞分子結(jié)構(gòu),導(dǎo)致力學(xué)性能急劇下降。某些介質(zhì)甚至能加速應(yīng)力開裂。
*溫度:高溫是加速幾乎所有老化過程的元兇。它促進(jìn)分子鏈運動,增加化學(xué)反應(yīng)速率(如氧化、水解),加速添加劑(如穩(wěn)定劑、增塑劑)的揮發(fā)或遷移,并可能導(dǎo)致材料軟化、蠕變加劇或熱氧化降解。即使低于材料熔點的持續(xù)高溫也會顯著縮短壽命。
*紫外光:太陽光中的紫外線能量高,能打斷聚合物鏈或引發(fā)自由基反應(yīng)(光氧化),導(dǎo)致材料表面粉化、變色(黃變)、脆化、失去光澤和強度下降。這對戶外使用的合金尤為重要。
*氧氣:空氣中的氧氣在熱和光的協(xié)同作用下,會引發(fā)聚合物鏈的氧化反應(yīng)(熱氧化),產(chǎn)生羰基等含氧基團,破壞分子鏈完整性,導(dǎo)致材料變脆、強度下降。
*濕度/水分:水分對吸濕性樹脂(如尼龍、聚酯)影響顯著。水分可起到增塑作用降低模量,更重要的是能引發(fā)某些聚合物的水解反應(yīng),尤其在高溫下,導(dǎo)致分子鏈斷裂。水分滲透也可能加速化學(xué)介質(zhì)腐蝕或引起溶脹應(yīng)力。
*微生物:在特定的濕熱環(huán)境下,某些霉菌或細(xì)菌可能生長,分泌的酶或酸會侵蝕塑料表面,造成生物降解,雖然對工程塑料合金影響相對較小,但在特定場合不可忽視。
2.機械應(yīng)力因素:
*持續(xù)靜態(tài)負(fù)載:長期承受恒定應(yīng)力會導(dǎo)致蠕變,即材料在低于其瞬時屈服強度的應(yīng)力下發(fā)生緩慢、持續(xù)的塑性變形,終可能失效。這對承重或緊固件應(yīng)用至關(guān)重要。
*動態(tài)循環(huán)負(fù)載:反復(fù)的應(yīng)力應(yīng)變循環(huán)會導(dǎo)致疲勞。材料內(nèi)部微裂紋萌生并擴展,終導(dǎo)致疲勞斷裂。疲勞壽命對負(fù)載頻率、幅值、應(yīng)力集中非常敏感。
*磨損:在摩擦工況下,表面的機械磨損會直接導(dǎo)致材料損失、尺寸變化和性能下降。
3.材料內(nèi)在因素:
*聚合物基體結(jié)構(gòu):分子鏈的化學(xué)鍵強度、主鏈結(jié)構(gòu)(如是否含易水解的酯鍵、酰胺鍵或易氧化的叔碳?xì)洌⒔Y(jié)晶度、分子量及分布等,從根本上決定了材料抵抗環(huán)境侵蝕(如水解、氧化)和應(yīng)力破壞(如蠕變、疲勞)的能力。合金組分間的相容性也影響長期穩(wěn)定性。
*添加劑體系:
*穩(wěn)定劑:劑、光穩(wěn)定劑(紫外線吸收劑、受阻胺類)是抵抗熱氧化和光氧化的關(guān)鍵防線。其種類、含量、相容性、持久性(抗遷移、抗萃取、抗揮發(fā))直接決定了材料在惡劣環(huán)境下的壽命。劣質(zhì)或不足的穩(wěn)定劑會加速老化。
*其他添加劑:增塑劑可能遷移揮發(fā)導(dǎo)致材料變脆;阻燃劑可能成為熱降解的引發(fā)點;填料/增強劑的界面結(jié)合強度影響長期力學(xué)性能。
*加工歷史與殘余應(yīng)力:加工過程中的高溫剪切、冷卻速率不均等會導(dǎo)致材料內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力、分子鏈取向或降解。這些內(nèi)部缺陷在長期使用中會成為應(yīng)力集中點或降解起始點,加速性能衰減(如環(huán)境應(yīng)力開裂)。
*雜質(zhì)與缺陷:原料中的雜質(zhì)、加工引入的污染物、制品內(nèi)部的孔隙、微裂紋或表面劃痕等缺陷,都可能成為老化的引發(fā)點或應(yīng)力集中點。
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