汽车用塑料制品的抗老化特性介绍

汽车塑料制品多由聚合物树脂热加工成型而成，聚合物树脂是微观的单体通过链聚合、加聚或缩聚组成的，微观单元成千上万的链接在一起，形成具有很大分子链段的高分子树脂化合物。

然后，树脂经过几道工序塑形制备成汽车用的形状各异的零部件，在这个过程中聚合物树脂受到热和机械剪切作用，以及树脂在随后的使用中，都会伴随有氧气、热量、光照和水的侵蚀破坏。

在这些破坏条件下，树脂的分子链便会发生氧化断裂、链分支化或链交联等微观结构的改变，导致材料宏观性能下降、变色、甚至开裂等缺陷。

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抑制或延迟的这一破坏的方法是对聚合物树脂进行结构改性，或添加抗老化助剂，其中氧化降解破坏是在较低的温度下进行的，氧化降解比纯热降解更为重要，对材料宏观性能破坏最大，抗氧化降解过程也成为人们研究的重点。

汽车塑料制品老化：

正是氧化降解对材料老化影响显著，氧化作用对塑料的影响常常被人们称为塑料老化，而氧化作用对树脂化学结构的影响统称为降解。

树脂降解会产生大量氧化产物，如过氧化物、乙醛、酮、醛、酸、过酸、酯。而高温、光照、和催化剂，如树脂中含有的金属离子和金属，都会增加树脂的降解速度。填料或颜料也会影响树脂的氧化降解的敏感度。

老化，树脂在一定环境条件下发生的各种不可逆的化学变化和可逆的物理变化的总称，具体涉及到变化归纳如下。

物理变化：不涉及树脂分子结构的变化，主要发生玻璃化转变、表观密度变化、分子自由体积变化、链活动性变化、延伸性变化等。

化学变化：树脂在一定的环境中与氧、水、臭氧等化学物质作用发生不可逆的化学变化，导致其性能下降而失去使用价值。

抗氧剂分类：

抗氧剂是一类能延缓或一定程度上抑制树脂氧化降解的化学物质，抗氧剂品种繁多，按照其功能不同，可分为链终止型抗氧剂和预防型抗氧剂，前者称为主抗氧剂，后者称为辅抗氧剂。抗氧剂按照化学结构不同，可分为胺类、硫代类、酚类、含磷酸酯化合物、有机金属盐等类型。

链终止型抗氧剂，即能终止树脂在氧化过程中产生的自由基链的传递与增长，也称为主抗氧剂，根据功能不同可分为自由基捕获型，电子给予型和氢给予型；

预防型抗氧剂，即可以阻止或延缓树脂氧化降解过程中的自由基产生，称为辅助抗氧剂，主要有氧化物分解剂、金属离子钝化剂等。

胺类抗氧剂主要用于橡胶工业，其中对苯二胺类和酮胺类用量最大。酚类抗氧剂特别是受阻酚类，发展最快，最景气，其增长速度远远超过胺类抗氧剂，主要应用在塑料和浅色橡胶制品中。而硫类和磷脂类抗氧剂属于辅助抗氧剂，同酚类抗氧剂并用，具有很好的协同效应，主要用于聚烯烃塑料制品中。

抗氧剂使用原则：

抗氧剂在树脂中添加和种类和用量，不仅与聚合物树脂的类型、加工条件、制品的后续使用条件有关，还和抗氧剂本身应该具有的抗氧化性能、与聚合物相容性、稳定性、不变色、不污染、无毒等特性有关。

相容性原则：

相容性就是加热状态下抗氧剂在树脂中的溶解能力，与抗氧剂分子结构、树脂种类、温度高低等因素有关，相容性大的抗氧剂越能溶解到树脂聚合物中，越不容易出现喷霜问题，制件长期使用中表面也不容易出现析出和发粘缺陷。

稳定性原则：

抗氧剂本身对光、热、氧、水的稳定性也很重要，胺类抗氧剂在光和氧的作用下容易变色。受阻酚在酸性环境下受热容易发生脱烃反应，造成抗氧的效率下降。磷酸酯容易水解，吸水后稳定性会变差。

挥发性原则：

挥发性与抗氧剂分子结构和分子量大小有密切关系，分子量越大的抗氧剂，其挥发性较低，但分子量太大的抗氧效果一般不会太好。

今天的科普就写到这里，更多关于汽车材料知识和汽车材料测试知识，后续会逐步展开，欢迎留言、收藏、讨论、关注 @嘀嘀侃汽材