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1、高分子材料的 穩(wěn)定與降解四川大學(xué)高分子科學(xué)與工程學(xué)院醫(yī)用高分子及人工器官系2008.9第一章緒論第一節(jié)引言高分子材料的廣泛應(yīng)用衣、食、住、行建筑材料：涂料、管道、地板漆等塑料制品polymer衣棉、麻、絲滌綸、氨綸、尼龍、腈綸、錦綸食淀粉、蛋白質(zhì)快餐盒、食品袋、飲料瓶住行汽車材料：內(nèi)裝飾材料、輪胎、減震材料、座椅等高分子材料成為第四大材料Polymer在使用中的一些問(wèn)題老化、降解易燃燒環(huán)境污染，“白色污染”聚合物老化降解現(xiàn)象火災(zāi)單位名稱時(shí)間地面層數(shù)死傷損失情況美國(guó)“紐約”賓館1970.8.550250損失1000多
2、萬(wàn)美元南韓漢城“六然閣”飯店1971.12.252116460從底至頂全部燒毀巴西圣保羅“安得拉斯”大廈1972.2.243116329損失200多萬(wàn)美元日本大阪“千日”百貨大樓1972.5.13711881損失36億日元哥倫比亞波哥大“航空大樓”1973.7.24404100多人損失折合人民幣4000多萬(wàn)元巴西圣保羅“焦馬”大樓1974.2.125227300多人從12層至層頂全部焚毀肯尼亞內(nèi)羅畢辦公大樓1979.7.291722大火持續(xù)3小時(shí)6～7樓全部燒毀加拿大蒙特利爾“諾托達(dá)姆”醫(yī)院1980.5.3012—
3、—損失300余萬(wàn)美元美國(guó)紐約“威斯特威克”大樓1980.6.2342—137損失150多萬(wàn)美元美國(guó)拉斯維加斯“米高梅”飯店1980.11.212684300損失無(wú)法估計(jì)美國(guó)拉斯維加斯市“希爾頓”飯店1981.2.10308300多人世界第二大飯店242人住院，2008人急救治療中國(guó)唐山市林西百貨大樓1993.2.148053直接經(jīng)濟(jì)損失1600余萬(wàn)元中國(guó)杭州天工藝苑1994.1.30——直接經(jīng)濟(jì)損失992萬(wàn)元表1世界典型特大火災(zāi)舉例Tab.1Somebigfirecatastrophesintheworld預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)
4、據(jù)有關(guān)部門預(yù)測(cè)，2005年中國(guó)塑料包裝材料需求量將達(dá)到5500kt,按其中8%為難以收集的一次性塑料包裝材料和制品計(jì)算，則廢棄物將達(dá)到1650kt。據(jù)農(nóng)業(yè)部預(yù)測(cè)，2005年地膜覆蓋面積達(dá)1100萬(wàn)hm2地膜加上育苗缽，農(nóng)副產(chǎn)品保鮮材料需求量將達(dá)到1200kt。一次性日用雜品、醫(yī)用材料中一部分也是難以收集或不宜回收利用的，預(yù)計(jì)其需求量將達(dá)到1150kt。一、高分子材料老化（降解）的概念及其特點(diǎn)老化（降解）的概念高分子材料在加工、貯存、使用過(guò)程中，物理化學(xué)性質(zhì)和力學(xué)性質(zhì)會(huì)逐漸變差，稱為老化，或降解。p1特點(diǎn)：不可避免，
5、不可逆的過(guò)程。時(shí)間尺度上相對(duì)較短。二、研究高分子材料穩(wěn)定與降解的意義充分延長(zhǎng)材料的使用壽命使廢棄聚合物材料加快降解，回歸自然。第二節(jié)聚合物降解現(xiàn)象和導(dǎo)致降解的因素一、聚合物降解現(xiàn)象聚合物（天然、合成）的降解，貫穿于其加工、貯存和使用的整個(gè)過(guò)程中。天然材料：棉、麻、絲等；熱固性材料：酚醛、玻璃鋼等；熱塑性材料：聚苯乙烯、聚丙烯；其它工程塑料。2.降解的微觀表現(xiàn)與宏觀的力學(xué)、物理性能變化的關(guān)系高分子材料的性能確定其用途體積性能：拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、伸長(zhǎng)率等；表面性能：光學(xué)性能等。二、導(dǎo)致聚合物降解的因素（一）內(nèi)因聚合物
6、的組成及其鏈結(jié)構(gòu)。（1）組成不同、降解情況不同（2）活性基體可能是降解的主要內(nèi)因（3）活潑氫更容易被奪?。?）頭－頭（尾－尾）結(jié)構(gòu)的聚烯烴更易成為活性點(diǎn)。（5）分子量變化的影響：分子量的變化使其內(nèi)部不規(guī)則的結(jié)構(gòu)增加，造成穩(wěn)定性下降。反之，若不規(guī)則結(jié)構(gòu)減少，則穩(wěn)定性增加。（6）分子量分布的影響：分子量分布寬、則穩(wěn)定性下降。（7）支化度的影響：支化度增加，分子鏈中的薄弱環(huán)節(jié)也增加，越容易發(fā)生降解。2.聚合物的聚集狀態(tài)非晶聚合物材料穩(wěn)定性小于結(jié)晶聚合物材料原因：非晶材料密度小(高分子鏈排列不規(guī)則），易被氧、水、化學(xué)物質(zhì)滲
7、透、降解。1.輻照2.壓塑3.壓塑、退火4.結(jié)晶聚乙烯3.聚合物中的雜質(zhì)聚合物中的雜質(zhì)分兩類：（1）加工過(guò)程中必然混入的少量雜質(zhì)；（2）添加劑等物質(zhì)。多數(shù)雜質(zhì)會(huì)加快聚合物的降解。（二）外因熱、溫度和熱氧的影響：熱使聚合物斷鏈，形成自由基（可逆、雙向）熱氧作用使聚合物交聯(lián)或降解，最終使材料性能下降。2.光的影響3.氧和臭氧的影響：氧易在熱、光作用下使聚合物降解。臭氧對(duì)不飽和鍵（如橡膠）的破壞極為嚴(yán)重。4.水和潮濕的影響：對(duì)水溶性成分的溶解、抽提；水解、斷鏈。5.其它因素的影響：微生物的影響；其它生物的影響；加工過(guò)程中
8、各種因素的影響。各種外因往往協(xié)同作用。第三節(jié)聚合物穩(wěn)定化的必要性和可能性一、從聚合反應(yīng)和改性著手選擇合適的聚合方法；選擇引發(fā)劑及其合理用量；聚合工藝的調(diào)整；消除不穩(wěn)定端基；減少聚合物中雜質(zhì)；共聚或共混改性。二、從改進(jìn)成型加工著手預(yù)處理；優(yōu)良的加工機(jī)械和合理的加工溫度；冷卻速度；后處理。三、添加各種穩(wěn)定劑第四節(jié)聚合物的再生和可降解聚合物一、聚合物再生的意義保護(hù)
