一、塑料老化的定義

塑料老化是指塑料在加工、貯存和使用過程中妇张，由于受到外界環(huán)境因素（如光、熱、氧沾乘、水、化學(xué)物質(zhì)诽泪、生物等）的作用杰赴，其物理、化學(xué)和機械性能逐漸發(fā)生不可逆的劣化現(xiàn)象挂闺。這一過程涉及塑料分子結(jié)構(gòu)的改變便金，從微觀層面上影響了塑料的各項宏觀性能，最終導(dǎo)致塑料制品的功能衰退轮贫、外觀變差甚至失去使用價值断克。

二、塑料老化的表現(xiàn)

（一）外觀變化

顏色改變：塑料可能會出現(xiàn)變色蛛跛、褪色現(xiàn)象抑琳。例如，原本白色的塑料產(chǎn)品可能會泛黃膝班，彩色塑料則可能失去原有的鮮艷度头位，顏色變得暗淡。這是因為老化過程中庇晤，塑料分子結(jié)構(gòu)的變化影響了其對光的吸收和反射特性虱硝。

表面形態(tài)改變：表面會變得粗糙，出現(xiàn)裂紋厕氨、起皺进每、起泡或粉化等情況。像戶外使用的塑料管材命斧，長時間老化后田晚，其表面會產(chǎn)生許多細小裂紋嘱兼，這是由于外界應(yīng)力和內(nèi)部結(jié)構(gòu)變化共同作用的結(jié)果。粉化則是塑料表面的高分子材料在老化過程中逐漸分解成小分子粉末狀物質(zhì)贤徒，使塑料表面失去光澤和平滑度芹壕。

（二）機械性能下降

強度降低：老化導(dǎo)致塑料的拉伸強度、彎曲強度等顯著下降接奈。原本能夠承受較大拉力或壓力的塑料部件踢涌，老化后在較小的外力作用下就可能發(fā)生斷裂。例如序宦，老化的塑料支架在承受一定重量時睁壁，可能會突然折斷。

韌性變差：塑料的韌性表現(xiàn)為其吸收能量互捌、抵抗沖擊而不破裂的能力癌割。老化會使塑料的韌性大幅降低，變得易碎茵沾。如老化的塑料玩具窟怪，在輕微碰撞后就容易破碎成小塊，這是因為分子鏈的斷裂和結(jié)構(gòu)的破壞降低了塑料吸收沖擊能量的能力转是。

彈性喪失：塑料老化后伐藕，彈性模量可能發(fā)生變化，彈性逐漸喪失粤段，變得僵硬。比如老化的橡膠密封圈姚藤，失去了原有的彈性幢剂，無法緊密貼合密封面，從而導(dǎo)致密封性能下降偷欲。

（三）化學(xué)性能改變

溶解性變化：老化可能使塑料在某些溶劑中的溶解性發(fā)生改變凳赃。原本不溶于特定溶劑的塑料，在老化后可能會部分溶解或溶脹附垒。例如撕贞，一些塑料容器在接觸特定化學(xué)物質(zhì)后，由于老化導(dǎo)致分子結(jié)構(gòu)變化测垛，可能會出現(xiàn)輕微溶脹現(xiàn)象捏膨，影響容器的形狀和尺寸穩(wěn)定性。

化學(xué)反應(yīng)活性增加：老化后的塑料分子鏈上可能會產(chǎn)生更多的活性基團食侮，使其化學(xué)反應(yīng)活性增強号涯。這可能導(dǎo)致塑料更容易與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，進一步加速老化進程或產(chǎn)生其他不良后果锯七，如與空氣中的污染物發(fā)生反應(yīng)链快，使塑料表面產(chǎn)生污漬或腐蝕現(xiàn)象誉己。

三、塑料老化的原因分類解析

（一）光老化

陽光中的紫外線是引發(fā)塑料光老化的關(guān)鍵因素域蜗。紫外線具有較高的能量巨双，能夠打破塑料分子中的化學(xué)鍵，使分子鏈斷裂或發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)霉祸。以聚氯乙烯（PVC）塑料為例筑累，在紫外線長期照射下，PVC 分子鏈中的氯原子可能會與相鄰分子鏈發(fā)生反應(yīng)脉执，形成交聯(lián)結(jié)構(gòu)宗揣，同時部分分子鏈也會斷裂，導(dǎo)致塑料變硬坠汹、變脆芍摩，顏色逐漸變深，力學(xué)性能大幅下降逻烛。戶外的塑料門窗宪隅、廣告牌等塑料制品，由于長時間暴露在陽光下潭拖，光老化現(xiàn)象尤為明顯赫丈。

（二）熱老化

在高溫環(huán)境中，塑料分子鏈的熱運動加劇厦螟。當(dāng)溫度超過塑料的耐熱極限時官溜，分子鏈會發(fā)生分解、交聯(lián)等反應(yīng)癣二。例如牵字，聚丙烯（PP）塑料在高溫下，分子鏈可能會發(fā)生熱分解哥谷，產(chǎn)生低分子量的揮發(fā)性物質(zhì)岸夯，導(dǎo)致塑料失重、變軟们妥、變形猜扮；同時，分子鏈之間也可能發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)监婶，使塑料變硬旅赢、變脆。像汽車發(fā)動機艙內(nèi)的塑料部件压储，由于長期處于高溫環(huán)境中鲜漩，容易發(fā)生熱老化，影響其正常使用和安全性。

（三）氧老化

空氣中的氧氣可與塑料發(fā)生氧化反應(yīng)孕似。氧分子首先攻擊塑料分子鏈踩娘，形成過氧化物等不穩(wěn)定中間產(chǎn)物，這些中間產(chǎn)物進一步引發(fā)鏈式反應(yīng)喉祭，導(dǎo)致分子鏈斷裂或交聯(lián)养渴。例如，聚乙烯（PE）塑料在有氧環(huán)境中抛惶，隨著時間的推移伍茎，會逐漸氧化，分子鏈斷裂衡蟹，使塑料的拉伸強度已清、伸長率等性能下降，表面出現(xiàn)發(fā)黏镇弄、龜裂等現(xiàn)象卷霜。塑料薄膜、包裝袋等在長期儲存過程中纽肄，即使在常溫下遗渊，也會因氧老化而逐漸失去原有的性能。

（四）水老化

對于親水性塑料或處于潮濕環(huán)境中的塑料夹村，水的作用不可忽視什异。水可能會滲透進塑料內(nèi)部，使塑料發(fā)生溶脹袒兵，破壞分子間作用力毙驯。同時，水中的雜質(zhì)灾测、離子等可能會參與化學(xué)反應(yīng)尔苦，加速塑料老化。例如行施，尼龍（PA）塑料在潮濕環(huán)境中，水分子會與分子鏈上的酰胺基團形成氫鍵魂那，導(dǎo)致塑料吸水溶脹蛾号，尺寸發(fā)生變化；而且水中的金屬離子可能會催化尼龍的水解反應(yīng)涯雅，使分子鏈斷裂鲜结，進一步降低塑料的性能。在水下設(shè)備活逆、浴室用品等塑料制品中精刷，水老化是影響其使用壽命的重要因素。

（五）化學(xué)物質(zhì)老化

塑料在使用過程中接觸到酸、堿怒允、有機溶劑等化學(xué)物質(zhì)時埂软，會發(fā)生化學(xué)反應(yīng)導(dǎo)致老化。酸和堿可能會侵蝕塑料分子鏈思袋，使其斷裂或改性聪供。例如，聚酯（PET）塑料在堿性環(huán)境中容易發(fā)生水解反應(yīng)估骡，分子鏈斷裂蜒且，力學(xué)性能下降。有機溶劑則可能會溶解塑料中的某些成分暮霍，破壞其結(jié)構(gòu)完整性尤喂。如 ABS 塑料在接觸某些有機溶劑時，會出現(xiàn)溶脹串篓、軟化甚至溶解現(xiàn)象辽奥，導(dǎo)致塑料制品變形、損壞韭张。在化工生產(chǎn)砍绞、實驗室等環(huán)境中使用的塑料器具，更容易受到化學(xué)物質(zhì)老化的影響策冕。

（六）生物老化

在特定環(huán)境下冲杀，微生物可對塑料產(chǎn)生老化作用。某些細菌睹酌、真菌等微生物能夠在塑料表面生長繁殖权谁，并分泌酶類物質(zhì)分解塑料分子。例如憋沿，聚乳酸（PLA）塑料在自然環(huán)境中旺芽，可能會被一些微生物分泌的脂肪酶、蛋白酶等分解辐啄，分子鏈被切斷采章，塑料逐漸失去強度和完整性，表面出現(xiàn)菌斑壶辜、孔洞等現(xiàn)象悯舟，最終分解為小分子物質(zhì)。這種生物老化現(xiàn)象在生物降解塑料以及垃圾填埋場砸民、自然土壤中的塑料廢棄物上較為常見抵怎，雖然在一定程度上有助于塑料的降解，但也會影響塑料在使用過程中的性能和壽命岭参。

四反惕、延長塑料老化的方法

（一）添加抗老化劑

抗氧劑：抗氧劑能夠捕捉塑料在氧化過程中產(chǎn)生的自由基，阻止氧化鏈式反應(yīng)的進行。常見的抗氧劑有受阻酚類马怎、亞磷酸酯類等既屋。例如，在聚乙烯塑料生產(chǎn)過程中添加適量的受阻酚抗氧劑骤扰，可以有效抑制氧老化滨锯，延長塑料的使用壽命。受阻酚抗氧劑通過自身的羥基與自由基反應(yīng)胜姥，形成穩(wěn)定的化合物站么，從而中斷氧化反應(yīng)。

光穩(wěn)定劑：光穩(wěn)定劑可以吸收或反射紫外線裤谆，減少紫外線對塑料分子的破壞惨译。主要包括紫外線吸收劑、光屏蔽劑和受阻胺光穩(wěn)定劑等兢假。紫外線吸收劑如苯并三唑類化合物一黄，能夠吸收紫外線的能量并將其轉(zhuǎn)化為無害的熱能散發(fā)出去；光屏蔽劑如炭黑援雇、二氧化鈦等矛渴，可以反射和散射紫外線，阻止其進入塑料內(nèi)部惫搏；受阻胺光穩(wěn)定劑則通過捕獲自由基和分解氫過氧化物等方式具温，抑制光老化。在聚丙烯塑料用于戶外制品時筐赔，添加光穩(wěn)定劑可顯著提高其耐光老化性能铣猩。

（二）優(yōu)化加工工藝

控制加工溫度：在塑料加工過程中，嚴格控制加工溫度茴丰，避免過高的溫度導(dǎo)致塑料過早老化达皿。不同種類的塑料有其適宜的加工溫度范圍，例如聚苯乙烯（PS）的加工溫度一般在 180 - 240℃之間贿肩，若加工溫度過高峦椰，PS 分子鏈容易發(fā)生熱分解和交聯(lián)反應(yīng)，影響塑料的性能汰规。通過精確的溫度控制設(shè)備和工藝優(yōu)化们何，可以減少塑料在加工過程中的熱老化風(fēng)險。

減少加工時間：縮短塑料在高溫犁谓、高剪切力等加工條件下的停留時間，也能降低老化程度淋塌。例如叫逸，在注塑成型過程中，合理設(shè)計模具結(jié)構(gòu)和注塑工藝參數(shù)，加快塑料熔體在模具內(nèi)的填充和冷卻速度俄耸，減少塑料在料筒內(nèi)的停留時間翅昏，從而減少分子鏈的熱降解和剪切降解。

（三）合理的產(chǎn)品設(shè)計

避免應(yīng)力集中：在塑料產(chǎn)品設(shè)計時惊钮，應(yīng)盡量避免出現(xiàn)尖銳的轉(zhuǎn)角访芙、缺口等容易引起應(yīng)力集中的部位。因為應(yīng)力集中會加速塑料的老化计员，尤其是在受到外力作用時薯替。例如，塑料容器的邊緣應(yīng)設(shè)計成圓角假仙，避免直角設(shè)計救辖，這樣可以使應(yīng)力均勻分布，減少局部老化的風(fēng)險氮唯。

控制壁厚均勻性：保持塑料產(chǎn)品壁厚均勻鉴吹，避免壁厚差異過大。壁厚不均勻會導(dǎo)致冷卻速度不一致惩琉，在制品內(nèi)部產(chǎn)生殘余應(yīng)力豆励，進而促進老化。例如瞒渠，在設(shè)計塑料管材時良蒸，應(yīng)確保管壁厚度均勻，使整個管材在使用過程中性能穩(wěn)定在孝，減少因局部老化而引發(fā)的破裂等問題诚啃。

（四）改善使用環(huán)境

避光保存與使用：對于容易光老化的塑料產(chǎn)品，應(yīng)盡量避免陽光直射私沮。如塑料窗簾始赎、遮陽篷等，在不使用時可以收起或采用遮陽措施仔燕，減少紫外線的照射時間造垛。在室內(nèi)使用的塑料家具、電器外殼等低腕，也應(yīng)避免放置在靠近窗戶等陽光強烈的地方杰泡。

控制溫濕度：將塑料產(chǎn)品存放在適宜的溫濕度環(huán)境中，避免高溫高濕或極端溫濕度條件颖怕。例如朋丢，對于一些精密塑料儀器，應(yīng)存放在溫度和濕度相對穩(wěn)定的環(huán)境中剔撮，可通過空調(diào)请癣、除濕機等設(shè)備進行溫濕度調(diào)節(jié)薛对，防止因溫濕度變化導(dǎo)致的老化加速。在工業(yè)生產(chǎn)中砍倾，對于塑料原材料和制品的倉庫深冶，也應(yīng)做好溫濕度控制管理。

（五）表面處理

涂層保護：在塑料表面涂覆一層耐老化的涂層乎叫，如丙烯酸酯涂層欧陋、聚氨酯涂層等。涂層可以起到物理隔離和化學(xué)防護的作用语但，阻擋紫外線邪蛔、氧氣、水分等外界因素對塑料的侵蝕竞川。例如店溢，戶外使用的塑料圍欄，表面涂覆一層聚氨酯涂層后委乌，能夠有效提高其耐候性床牧，延長使用壽命。涂層還可以賦予塑料表面其他性能遭贸，如耐磨性戈咳、耐腐蝕性等。

電鍍處理：對于一些特殊要求的塑料產(chǎn)品壕吹，可以采用電鍍工藝在其表面形成一層金屬保護膜著蛙。例如，塑料裝飾件經(jīng)過電鍍鉻處理后耳贬，不僅外觀更加美觀踏堡，而且金屬鍍層可以提高塑料的耐老化性能，防止塑料直接暴露在外界環(huán)境中受到老化因素的影響咒劲。同時今伏，電鍍層還可以增強塑料的耐磨性、導(dǎo)電性等性能轴布，拓展塑料的應(yīng)用范圍癌越。