复杂条件下有机高分子材料老化失效基本规律和防护新方法研究

本项目拟研究室内加速老化和室外复杂自然环境下几种典型高分子材料的老化行为和老化机理，分析复杂自然环境各种因素对高分子材料的老化规律和影响机制，研究室内加速老化和室外复杂自然环境下高分子材料老化规律的相关性，建立材料老化预测的方法，对高分子材料进行寿命评估，发展以无机纳米防老化体系与传统有机抗老化体系协同的高分子防老化新原理和新方法，制备复杂自然条件下长时有效的抗老化高分子材料，建立和完善高分子材料老化和防老化数据库。

聚合物材料在加工、贮存和使用的过程中，受到各种环境因素的影响，都会发生老化，导致了其物理性能，特别是力学性能的下降，影响了材料的使用，研究聚合物材料的老化与稳定有着非常重要的意义。由于分子量较低，传统的有机抗老化助剂在加工过程中容易降解或者挥发并且在长期的使用过程中容易迁徙。在本项目中研究发现，将抗老化助剂基团接枝到纳米二氧化硅表面或者使用无机纳米粒子作为抗老化助剂能明显提高其耐挥发性和耐抽提性。中国地域辽阔，具有各种复杂的气候环境，研究典型高分子材料在各种典型气候环境下的老化行为和老化机理具有十分重要的意义。.在本项目中，我们制备了三类基于纳米粒子的抗老化助剂，分别为纳米二氧化硅类、纳米二氧化钛类和纳米氧化锌类。开拓并发展了一系列新型高效长时无毒和抗流失的纳米无机抗老化剂的研究。室内加速老化实验证明了纳米粒子的添加可明显提高高分子材料（主要是聚烯烃）的热氧老化性能和/或光氧老化性能，且耐抽提性好。将纳米二氧化钛类无机纳米粒子作为一种紫外线吸收剂添加多种高分子材料基体中，如聚丙烯、聚乙烯、聚碳酸酯、三元乙丙橡胶、丙烯酸树脂涂层等进行了典型气候环境下的室外自然老化研究，室外抗老化性能得到改善。通过室外自然老化实验工作，建立了对不同高分子材料在我国大气环境下的老化等级分级工作。该项研究成果中还近似预测高分子材料的服役寿命，具有十分重要的应用价值；同时还建立里高分子材料老化以及防老化数据库，并将高分子材料的老化数据上传至腐蚀与防护平台网站（www.ecorr.org)上供查阅，对实际的生产有重大的指导意义。