复杂条件下有机高分子材料老化失效规律、分子机理和防护新方法的研究

获得代表性高分子材料在我国6种气候类型（湿热、亚湿热、干热、暖温、寒温、寒冷）下的较完整户外自然老化试验和老化失效规律的数据积累，建立和完善我国高分子材料的有权威和影响的老化数据库，编绘我国首个高分子材料老化区域分级地图；通过室内人工模拟复杂条件下加速老化试验研究，揭示和掌握多因素复杂环境作用下高分子材料尤其是复杂材料的基本老化规律及背后的分子机理特点；探索并找到户外自然老化和室内实验加速老化之间的对应关系和影响规律；积极发展相应的高分子材料老化失效和寿命预测理论方法，实现通过短期室内加速老化试验预测高分子材料的户外老化失效和长期使用寿命；在此基础上发展适应复杂条件下高分子材料耐老化的新方法和新技术原理，获得几种新型高效高分子材料稳定剂和稳定防护技术。不断丰富和发展高分子老化和稳定化理论和知识，满足我国经济社会发展对高分子材料日益提高的需求的迫切需要。

高分子材料在国民经济中应用面日益扩大、服役环境日趋多样，对其在复杂环境下的老化失效规律认识及稳定化手段提出了更高要求。在国家自然科学基金委资助下，本项目系统开展了通用高分子（包括PP、PE、PVC）、工程塑料（PA6、PC和ABS）、橡胶、涂料等4大类9种典型高分子材料在户外（为期5年）及室内复杂环境下的老化规律、分子机理、寿命预测及防治研究工作，具体内容包括：.（1） 揭示了4大类典型高分子材料（超过2万个试样）在我国湿热、亚湿热、暖温、寒冷、寒温、干热等典型气候环境中的长期老化失效规律及分子机理，建立了系统的材料老化数据库及数据共享网站，绘制了各类高分子材料在我国典型地区的老化分级图谱。.（2） 从分子及凝聚态结构层面揭示了典型高分子材料在室内模拟紫外、温度、应力、湿度等多重化学-物理老化因子耦合条件下的老化失效规律和分子机理，获得了具有分子取向、晶型、共混、纳米复合等复杂组成和凝聚态结构的材料的老化失效规律。.（3） 利用改进的多参数Arrhenius方程、威布尔分布方程、人工神经网络分析及跨尺度分析法等，建立了多重化学-物理老化因子耦合条件下服役寿命的预测模型，初步实现了利用室内短期加速实验来预测多种高分子长期自然老化失效寿命。.（4） 发展了石墨烯、聚多巴胺、紫外光吸收剂、反应性抗氧剂、白炭黑接枝防老剂等一系列高效、非迁徙、多功能的高分子稳定化新原理及新技术，有效延长了多种高分子在复杂条件下的服役寿命，拓宽了防老化研究的思路。.（5） 系统研究了我国各类典型气候环境的特征并以多种基准材料分析评价了对应的老化严酷度，制订和修订了7项国家和行业标准。.本项目发表SCI论文43篇、EI论文10篇、核心期刊论文11篇，会议论文19篇；授权中国发明专利7项、实用新型专利1项，制修订国家和行业标准7项，获国家及省市奖励5项，圆满完成项目计划研究内容、达到了预期目标，促进了我国高分子材料老化、防老化及寿命预测等基础研究理论、方法手段及思想的进步。