對(duì)于長(zhǎng)期暴露于室外環(huán)境條件下的塑料制品來(lái)說(shuō),太陽(yáng)光是影響耐久性的最主要外因之一。所有戶外使用的塑料制品均會(huì)不同程度的受到他的侵害和破壞。太陽(yáng)光由紫外線、可見(jiàn)光和紅外光組成。其中,紫外線輻射是最有害的輻射源。在地面上,對(duì)聚合物危害最大的有效光波長(zhǎng)是在紫外光譜的290-400nm范圍內(nèi)。
照射到地面上的太陽(yáng)光僅有大約5%是在該波長(zhǎng)范圍,但大多數(shù)聚合物含有的化學(xué)基團(tuán)或組分中的添加劑能選擇性的吸收該范圍某一波段的波長(zhǎng)。由于紫外線能量一般高于高分子鏈中化學(xué)鍵斷裂所需要的能量。因此,聚合物吸收紫外能量的結(jié)果是,聚合物分子活化,處于不穩(wěn)定的狀態(tài),或者聚合物分子因獲得過(guò)量的能量,導(dǎo)致分子鏈中最薄弱的化學(xué)鍵斷裂,并形成引發(fā)降解過(guò)程的活性自由基。
由于戶外使用的塑料制品是在含氧條件下接受紫外線的輻射,因此,氧的參與是不可避免的。氧的參與引發(fā)了已經(jīng)處于不穩(wěn)定態(tài)或斷鏈的聚合物發(fā)生其他化學(xué)反應(yīng),這些反應(yīng)又常常被其他大氣因素,如水、二氧化碳、二氧化硫、二氧化氮等加速。這種在紫外線作用下,通過(guò)引發(fā)和促進(jìn)氧對(duì)聚合物的化學(xué)反應(yīng)和老化的過(guò)程稱為光氧老化。
在空間環(huán)境中,塑料加工材料,包括復(fù)合材料,還會(huì)受到來(lái)自太空的電離輻射和其他形式的破壞。此外,隨著環(huán)境保護(hù)越來(lái)越受到重視,另外一種意義上的環(huán)境適應(yīng)性迅速提上議事日程,這就是廢棄塑料的處理問(wèn)題。這個(gè)問(wèn)題如果不能很好解決,勢(shì)必對(duì)人類的生存環(huán)境構(gòu)成污染和危害。
太陽(yáng)光照射下聚合物所發(fā)生的種種化學(xué)的、物理的變化主要是光氧老化所引起的。不同品種的塑料制品,其耐老化程度隨分子結(jié)構(gòu)不同而有較大差異。聚四氟乙烯因極強(qiáng)的碳氟鍵使它具有優(yōu)越的光穩(wěn)定性。PMMA因?qū)_(dá)到地面的紫外線波段的吸收能力比較弱,所以能在戶外較長(zhǎng)期使用。
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