醫(yī)用高分子材料老化試驗(yàn)知識(shí)

1、醫(yī)用高分子材料老化試驗(yàn)知識(shí)高分子材料包括塑料、橡膠、纖維、薄膜、膠粘劑和涂料 等。由于其具有優(yōu)于傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)材料的許多潛在性能，使得它 們在軍民品領(lǐng)域的用途越來越廣。高分子材料質(zhì)量輕、強(qiáng)度 高、抗腐蝕性能好，具有很好的保護(hù)性能，大量用于航空、 汽車、船艦、基礎(chǔ)構(gòu)建、軍用品等領(lǐng)域。但是在加工、貯存 和使用過程中，由于受到光、熱、氧、水、高能輻射、化學(xué) 以及生物侵蝕等內(nèi)外因素的綜合作用，高分子材料的化學(xué)組 成和結(jié)構(gòu)會(huì)發(fā)生一系列變化，物理性能也會(huì)相應(yīng)變壞，如發(fā) 硬、發(fā)粘、變脆、變色、失去強(qiáng)度等，這種現(xiàn)象就被是高分 子材料的老化。高分子材料老化的本質(zhì)是指物理結(jié)構(gòu)或化學(xué) 結(jié)構(gòu)發(fā)生的改變，表現(xiàn)為材料的性能逐漸

2、下降，并失去其應(yīng) 有的使用價(jià)值。在高分子材料廣泛應(yīng)用的今天，高分子材料的老化現(xiàn)象已經(jīng) 成為一個(gè)非常重要的現(xiàn)實(shí)問題。高分子材料的老化，尤其是 在苛刻環(huán)境條件下的加速老化，常導(dǎo)致高分子產(chǎn)品過早失 效，這不僅造成資源浪費(fèi)，甚至?xí)蚱涔δ苁п劤筛蟮?事故，而且其老化引起的材料分解也可能會(huì)對環(huán)境產(chǎn)生污 染。因此高分子材料的老化引起的危害要比想象的嚴(yán)重得 多。高分子材料的老化失效問題已成為限制高分子材料進(jìn)一 步開展和應(yīng)用的關(guān)鍵問題之一。老化現(xiàn)象由于聚合物品種不同，使用條件各異，因而有不同的老化現(xiàn) 象和特征。例如農(nóng)用塑料薄膜經(jīng)過日曬雨淋后發(fā)生變色、變 脆、透明度下降；航空有機(jī)玻璃用久后出現(xiàn)銀紋、透明度下

3、 法，但引起高分子材料老化是熱、光、機(jī)械摩擦、化學(xué)藥 品、微生物等因素的綜合作用，而其中日照量、風(fēng)雨等都是 難以控制的氣候因素，因此實(shí)驗(yàn)周期比擬長。在實(shí)驗(yàn)室模擬 戶外氣候條件進(jìn)行加速老化實(shí)驗(yàn)是耐候性實(shí)驗(yàn)的重要方式。 通常耐候性實(shí)驗(yàn)采用氣候老化試驗(yàn)箱，該裝置采用碳弧燈、 泉燈或紫外熒光燈照射模擬日光的紫外線照射，周期性地向 試樣噴灑鹽溶液來模擬降雨及鹽粒子的作用，多重環(huán)境因子 的交替作用構(gòu)成實(shí)驗(yàn)過程。2. 2熱老化實(shí)驗(yàn)熱是促進(jìn)高聚物發(fā)生老化反響的主要因素之一，熱可使高聚 物分子發(fā)生鏈斷裂從而產(chǎn)生自由基，形成自由基鏈?zhǔn)椒错懀?導(dǎo)致聚合物降解和交聯(lián)，性能劣化。熱老化實(shí)驗(yàn)通過加速材 料在氧、熱作用下的

4、老化進(jìn)程，反映材料耐熱氧老化性能。 根據(jù)材料的使用要求和實(shí)驗(yàn)?zāi)看_實(shí)定實(shí)驗(yàn)溫度。溫度上限可 根據(jù)有關(guān)技術(shù)規(guī)范確定，一般對于熱塑性材料應(yīng)低于其維卡 軟化點(diǎn)，對于熱固性材料應(yīng)低于其熱變形溫度，或者通過探 索實(shí)驗(yàn)，選取不致造成試樣分解或明顯變形的溫度。主要通 行的實(shí)驗(yàn)方法有塑料熱空氣曝露實(shí)驗(yàn)方法、硫化橡膠或熱塑 性橡膠熱空氣加速老化和耐熱實(shí)驗(yàn)及漆膜耐熱性測定法。2. 3濕熱老化實(shí)驗(yàn)在大氣環(huán)境下，溫度（熱）和濕度（水分）是客觀存在的因素。 有些高分子材料是在高溫高濕的環(huán)境中存儲(chǔ)、運(yùn)輸或使用。 因此濕熱老化試驗(yàn)是具有一定的實(shí)際意義和經(jīng)濟(jì)價(jià)值的工 作。高溫下的水汽對高分子材料具有一定的滲透能力，在熱 的作用

5、下，這種滲透能力更強(qiáng)，能夠滲透到材料體系內(nèi)部并 積累起來形成水泡，從而降低了分子間的相互作用，導(dǎo)致材 料的性能老化。濕熱老化實(shí)驗(yàn)一般使用濕熱試驗(yàn)箱，它能提 供標(biāo)準(zhǔn)無污染的大氣環(huán)境（實(shí)驗(yàn)氣體由N： , 0, CO2和水蒸 氣組成），溫度406（TC,相對濕度90%RH以上。4臭氧老化實(shí)驗(yàn)臭氧在大氣中的含量很少，卻是橡膠龜裂的主要因素，臭氧 老化法通過模擬和強(qiáng)化大氣中的臭氧條件，研究臭氧對橡膠 的作用規(guī)律，快速鑒定和評價(jià)橡膠抗臭氧老化性能與抗臭氧 劑防護(hù)效能，進(jìn)而采取有效的防老化措施，以提高橡膠制品 的使用壽命。橡膠防水材料、高分子聚合物防水材料須進(jìn)行 此項(xiàng)實(shí)驗(yàn)。5鹽霧腐蝕實(shí)驗(yàn)當(dāng)鹽霧的微粒沉降附著

6、在材料的外表上，便迅速吸潮溶解成 氯化物的水溶液，在一定的溫濕度條件下，溶液中的氯離子 通過材料的微孔逐步滲透到內(nèi)部，引起材料的老化或金屬的 腐蝕。鹽霧試驗(yàn)用來鑒定材料的防電化學(xué)腐蝕的性能。6耐寒性實(shí)驗(yàn)聚合物的耐寒性是指它抵抗低溫引起性能變化的能力，但環(huán) 境溫度到達(dá)某一低溫區(qū)域，聚合物會(huì)脆化。低溫儲(chǔ)存試驗(yàn)可 以鑒定材料的低溫儲(chǔ)存特性。耐寒性與聚合物的鏈運(yùn)動(dòng)、大 分子間的作用力和鏈的柔順性有關(guān)，飽和聚合物的主鏈單 鍵，由于分子鏈上沒有極性基或位阻大的取代基，柔順性 好，耐寒性也好。反之，如果側(cè)基為位阻大的剛性取代基， 或者重度交聯(lián)的聚合物耐寒性就較差。7抗霉實(shí)驗(yàn)霉菌是一種微生物，霉菌新陳代謝的排

7、泄物（有機(jī)酸）會(huì)導(dǎo)致 材料的失效。為了評價(jià)材料的長霉程度，通常采用人工抗霉 試驗(yàn)。霉菌試驗(yàn)常用的菌種有：黑曲霉、黃曲霉、雜色曲 霉、青霉、球毛殼霉等。因?yàn)椴煌牧显馐艿角治g破壞的霉 菌種類有所不同，因此對不同的高分子材料應(yīng)選用不同的試 驗(yàn)菌種。人工抗霉試驗(yàn)的周期為28d。目前常采用霉菌老化 試驗(yàn)箱，該試驗(yàn)箱是在一定的溫濕度條件下通過培養(yǎng)真菌來 試驗(yàn)高分子材料產(chǎn)品的抗菌老化能力。防老化措施1、熱老化預(yù)防措施對于結(jié)晶型塑料及橡膠，要求使用溫度應(yīng)處于玻璃化溫度以 上，但低溫環(huán)境有可能會(huì)使材料的使用溫度低于玻璃化溫 度，材料的物理性能發(fā)生改變而影響使用性能嘉峪檢測 網(wǎng)提醒在高分子材料生產(chǎn)加工過程中，降

8、低材料的結(jié)晶度、 提高大分子鏈的柔性和適當(dāng)降低交聯(lián)度，玻璃化溫度也會(huì)相 應(yīng)降低；或在材料的成型加工過程中，加入增塑劑，在提高 材料可加工性的同時(shí)，可以降低玻璃化溫度而提高了材料的 耐寒性。增塑劑的作用機(jī)理包括分子增塑（含內(nèi)增塑）和結(jié)構(gòu) 增塑，分子增塑是增塑劑在分子水平上與高分子混溶，降低 了高分子鏈之間的相互作用力，而增加了高分子鏈的柔順 性；內(nèi)增塑是通過共聚的方法改變聚合物的化學(xué)組成使高分 子之間的相互作用減弱而到達(dá)增塑的目的；結(jié)構(gòu)增塑是增塑 劑以分子尺寸的厚度分布于聚合物的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)之間，而起 到一種特殊的潤滑作用。非晶塑料的使用溫度須低于玻璃化溫度，結(jié)晶型塑料與纖維 的使用溫度須遠(yuǎn)低于熔

9、點(diǎn)，橡膠的使用溫度須低于粘流溫 度。某些高分子材料如長期處于高溫下使用，也存在老化的 風(fēng)險(xiǎn)，增加高分子鏈的剛性如在側(cè)鏈中引人苯環(huán)，適當(dāng)提高 材料的結(jié)晶度、交聯(lián)程度和分子量，可以提高熔點(diǎn)或粘流溫 度，但材料的可加工性有可能變的困難。此外，對高分子合 金而言，假設(shè)需要提高熱穩(wěn)定性，可在聚合物中適當(dāng)加入些相 容劑。2、濕熱預(yù)防措施聚酯、聚縮醛、聚酰胺和多糖類高聚物在酸或堿催化下，遇 水能夠發(fā)生水解，在空氣污染嚴(yán)重，頻繁產(chǎn)生酸雨的地域， 這類高分子材料的使用會(huì)受到限制。如能夠在這類材料的表 面覆蓋一層防水薄膜，就可降低甚至防止水解老化現(xiàn)象的發(fā) 生。3、氧老化預(yù)防措施在高聚物加工過程中，加入胺類抗氧化物

10、、酚類抗氧化物、 含硫有機(jī)化合物和含磷化合物，它們能夠與過氧自由基迅速 反響，而使連鎖反響提早終止。根據(jù)作用機(jī)理，抗氧劑分為 自由基受體型和自由基分解型，自由基受體型抗氧劑如某些 胺類和酚類抗氧劑，其能夠與高分子自由基或過氧自由基迅 速反響，使其活性降低，而自身也變成活性低，不能繼續(xù)鏈 反響的自由基；自由基分解型抗氧劑如含硫有機(jī)化合物和含 磷化合物，能夠使高分子過氧自由基轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的羥基化合 物。但對于酚類抗氧劑，由于存在氫過氧化物自分解成自由 基的趨勢，最正確的穩(wěn)定劑體系應(yīng)由抗氧劑與氫過氧化物均裂 抑制劑組成。如果自由基受體型抗氧劑與自由基分解型抗氧 劑共同使用，往往會(huì)產(chǎn)生較好的協(xié)同效果。由

11、于某些過渡金 屬元素的存在會(huì)加劇高分子材料的氧化老化，所以在成型加 工過程中，須加入金屬鰲合劑，與其形成絡(luò)合物而使其失去 催化作用。4、光老化預(yù)防措施在材料的加工過程中，如果加入光穩(wěn)定劑，可以防止材料的 老化降解。根據(jù)作用機(jī)理，這類光穩(wěn)定劑包括光屏蔽劑、紫 外吸收劑、淬滅劑和自由基捕捉劑。光屏蔽劑能反射紫外 光，防止透人聚合物內(nèi)部，減少光激發(fā)反響，起光屏蔽作用 的穩(wěn)定劑包括炭黑、鈦白粉等；紫外吸收劑能吸收紫外光， 自身處于激發(fā)態(tài)，然后放出熒光、磷光或熱而回到基態(tài)；淬 滅劑的作用機(jī)理是，高聚物吸收紫外光而處于激發(fā)態(tài)，然后 將能量轉(zhuǎn)移給淬滅劑，回到基態(tài)，淬滅劑最后將所獲得能量 以光或熱的形式釋放出

12、去，而恢復(fù)到基態(tài)；自由基捕捉劑能 夠有效的捕捉高分子自由基而使鏈反響終止。另據(jù)報(bào)道，Decker等在聚合物外表涂抹一層防紫外的丙烯 酸涂料，可有效增強(qiáng)聚合物的光穩(wěn)定性，涂層越厚，光穩(wěn)定 性越好。5、生物老化預(yù)防措施能使塑料發(fā)生微生物老化的主要類型是霉菌，其次為細(xì)菌、 小型藻類和原生動(dòng)物。因此，對霉菌的防范措施致關(guān)重要。 目前，防止霉腐的方法有多種，最適宜于塑料制品的方法就 是塑料中添加防霉劑的方法或使用反微生物因子涂覆。降；橡膠制品長久使用后彈性下降、變硬、開裂或者變軟、 發(fā)粘；涂料長久使用后發(fā)生失光、粉化、氣泡、剝落等。老 化現(xiàn)象歸納起來有以下四種變化：1、外觀的變化出現(xiàn)污漬、斑點(diǎn)、銀紋、裂

13、縫、噴霜、粉化、發(fā)粘、翹曲、 魚眼、起皺、收縮、焦燒、光學(xué)畸變以及光學(xué)顏色的變化。2、物理性能的變化包括溶解性、溶脹性、流變性能以及耐寒、耐熱、透水、透 氣等性能的變化。3、力學(xué)性能的變化拉伸強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、相對伸長率、 應(yīng)力松馳等性能的變化。4、電性能的變化如外表電阻、體積電阻、介電常數(shù)、電擊穿強(qiáng)度等的變化。老化因素高分子材料表現(xiàn)出來的物理性能與其化學(xué)結(jié)構(gòu)、聚集態(tài)結(jié)構(gòu) 有密切關(guān)系?；瘜W(xué)結(jié)構(gòu)是高分子借助共價(jià)鍵連接起來的長鏈 結(jié)構(gòu)，聚集態(tài)結(jié)構(gòu)是許多大分子借助分子問作用力排列、堆 砌起來的空間結(jié)構(gòu)，如結(jié)晶態(tài)、非晶態(tài)、結(jié)晶一非晶態(tài)。維 持聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的分子間作用力包括離子鍵力、金屬

14、鍵力、共 價(jià)鍵力以及范德華力。環(huán)境因素會(huì)導(dǎo)致分子間作用力的改 變、甚至是鏈的斷裂或某些基團(tuán)的脫落，最終會(huì)破壞材料的 聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，使材料的物理性能發(fā)生改變。影響高分子材料 發(fā)生老化的因素通常有兩種：內(nèi)在因素與外在因素。內(nèi)在因素1、聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)聚合物發(fā)生老化與本身的化學(xué)結(jié)構(gòu)有密切關(guān)系，化學(xué)結(jié)構(gòu)的 弱鍵部位容易受到外界因素的影響發(fā)生斷裂成為自由基。這 種自由基是引發(fā)自由基反響的起始點(diǎn)。2、物理形態(tài)聚合物的分子鍵有些是有序排列的，有些是無序的。有序排 列的分子鍵可形成結(jié)晶區(qū)，無序排列的分子鍵為非晶區(qū)，很 多聚合物的形態(tài)并不是均勻的，而是半結(jié)晶狀態(tài)，既有晶區(qū) 也有非晶區(qū)，老化反響首先從非晶區(qū)開始。3

15、、立體歸整性聚合物的立體歸整性與它的結(jié)晶度有密切關(guān)系。一般地，規(guī) 整的聚合物比無規(guī)聚合物耐老化性能好。4、分子量及其分布一般情況聚合物的分子量與老化關(guān)系不大，而分子量的分布對聚合物 的老化性能影響很大，分布越寬越容易老化，因?yàn)榉植荚綄?端基越多，越容易引起老化反響。5、微量金屬雜質(zhì)和其他雜質(zhì)高分子在加工時(shí)，要和金屬接觸，有可能混入微量金屬，或 在聚合時(shí)，殘留一些金屬催化劑，這都會(huì)影響自動(dòng)氧化（即 老化）的引發(fā)作用。外在因素1、溫度的影響溫度升高，高分子鏈的運(yùn)動(dòng)加劇，一旦超過化學(xué)鍵的離解 能，就會(huì)引起高分子鏈的熱降解或基團(tuán)脫落，目前高分子材 料的熱降解有大量文獻(xiàn)報(bào)道；溫度降低，往往會(huì)影響材料的

16、力學(xué)性能。與力學(xué)性能密切相關(guān)的臨界溫度點(diǎn)包括玻璃化溫 度T、粘流溫度Tf和熔點(diǎn)Tm,材料的物理狀態(tài)可劃分為玻 璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)。在臨界溫度兩側(cè)，高分子材料的聚 集態(tài)結(jié)構(gòu)或高分子長鏈會(huì)產(chǎn)生明顯的變化，從而使材料的物 理性能發(fā)生顯著的改變。橡膠屬于高度交聯(lián)的、非晶聚合 物，使用環(huán)境應(yīng)保證其處于高彈態(tài)下，使用溫度須高于玻璃 化溫度、低于粘流溫度及分解溫度；纖維是高度結(jié)晶的高分 子材料，要求使用溫度遠(yuǎn)低于熔點(diǎn)Tm,以便于熨燙；對于 結(jié)晶型塑料，玻璃化溫度Tg使用溫度熔點(diǎn)Tm,但對于非 晶塑料，使用溫度須小于玻璃化溫度Tg約5075C。 在極寒地區(qū)，溫度對于塑料及橡膠制品的性能影響極大。對 于結(jié)晶型

17、塑料，如果環(huán)境溫度低于材料的玻璃化溫度，會(huì)使 高分子鏈段的自由運(yùn)動(dòng)受到阻礙，表現(xiàn)為塑料變脆、變硬而 易折斷；寒冷環(huán)境對于非晶塑料的影響不大。對于橡膠制 品，溫度低于玻璃化溫度的表現(xiàn)會(huì)與結(jié)晶型塑料相似，喪失 了橡膠應(yīng)有的性能。寒冷環(huán)境對于纖維材料的物理性能沒有 影響。2、濕度的影響濕度對高分子材料的影響可歸結(jié)于水分對材料的溶脹及溶解 作用，使維持高分子材料聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的分子間作用力改變， 從而破壞了材料的聚集狀態(tài)，尤其對于非交聯(lián)的非晶聚合 物，濕度的影響極其明顯，會(huì)使高分子材料發(fā)生溶脹甚至聚 集態(tài)解體，從而使材料的性能受到損壞；對于結(jié)晶形態(tài)的塑 料或纖維，由于存在水分滲透限制，濕度的影響不是很明

18、顯。3、氧氣的影響氧是引起高分子材料老化的主要原因，由于氧的滲透性，結(jié) 晶型聚合物較無定型聚合物耐氧化。氧首先進(jìn)攻高分子主鏈 上的薄弱環(huán)節(jié)，如雙鍵、羥基、叔碳原子上的氫等基團(tuán)或原 子，形成高分子過氧自由基或過氧化物，然后在此部位引起 主鏈的斷裂，嚴(yán)重時(shí)，聚合物分子量顯著下降，玻璃化溫度 降低，而使聚合物變粘，在某些易分解為自由基的引發(fā)劑或 過渡金屬元素存在下，有加劇氧化反響的趨勢。4、光老化聚合物受光的照射，是否引起分子鏈的斷裂，取決于光能與 離解能的相對大小及高分子化學(xué)結(jié)構(gòu)對光波的敏感性。由于 地球外表存在臭氧層及大氣層，能夠到達(dá)地面的太陽光線波 長范圍為290nll14300nm之間，光波

19、能量大于化學(xué)鍵離解 能的只有紫外區(qū)域的光波，會(huì)引起高分子化學(xué)鍵的斷裂。例 如，紫外波長300nm400rim,能被含有跋基及雙鍵的聚合 物吸收，而使大分子鏈斷裂，化學(xué)結(jié)構(gòu)改變，而使材料性能 變差；聚對苯二甲酸乙二醇酯對280nm的紫外線具有強(qiáng)烈吸 收，降解產(chǎn)物主要是CO、H、CH；只含有C-C鍵的聚烯燒對 紫外線無吸收，但在存在少量雜質(zhì)的情況下，如諼基、不飽 和鍵、氫過氧化基團(tuán)、催化劑殘基、芳煌和過渡金屬元素， 可以促進(jìn)聚烯煌的光氧化反響。5、化學(xué)介質(zhì)的影響化學(xué)介質(zhì)只有滲透到高分子材料的內(nèi)部，才能發(fā)揮作用，這 些作用包括對共價(jià)鍵的作用與次價(jià)鍵的作用兩類。共價(jià)鍵的 作用表現(xiàn)為高分子鏈的斷鏈、交聯(lián)

20、、加成或這些作用的綜 合，這是一個(gè)不可逆的化學(xué)過程；化學(xué)介質(zhì)對次價(jià)鍵的破壞 雖然沒有引起化學(xué)結(jié)構(gòu)的改變，但材料的聚集態(tài)結(jié)構(gòu)會(huì)改 變，使其物理性能發(fā)生相應(yīng)改變。環(huán)境應(yīng)力開裂、溶裂、增塑等物理變化，是高分子材料的化 學(xué)介質(zhì)老化的典型表現(xiàn)。當(dāng)雙向受力的聚合物外表存在少量 的非溶劑的液體介質(zhì)時(shí)，會(huì)出現(xiàn)微小的裂紋或銀紋，稱為環(huán) 境應(yīng)力開裂，這種外表現(xiàn)象是在化學(xué)介質(zhì)的增塑和材料外表 應(yīng)力集中作用下，材料局部地方的外表應(yīng)力超過其屈服應(yīng)力 的結(jié)果。在某些場合，環(huán)境應(yīng)力開裂可借助改變聚合物的結(jié) 晶類型和結(jié)晶度來防止，增加分子量和鏈支化度可以減少聚 合物的結(jié)晶性，提高其耐環(huán)境應(yīng)力開裂性。當(dāng)少量溶劑與受 應(yīng)力的聚合

21、物接觸時(shí)，可引起溶裂，溶裂在無定型和結(jié)晶型 聚合物中都能發(fā)生，形態(tài)學(xué)的研究說明，溶裂實(shí)際上是聚合 物在應(yīng)力方向上重新定向的結(jié)果。消除溶裂的方法是消除材 料的內(nèi)應(yīng)力，在材料的成型加工后退火，有利于消除材料的 內(nèi)應(yīng)力。增塑是在液體介質(zhì)與高分子材料持續(xù)接觸的場合， 高分子與小分子介質(zhì)間的相互作用局部代替了高分子之間的 相互作用，使高分子鏈段較易運(yùn)動(dòng)，表現(xiàn)為玻璃化溫度降 低，材料的強(qiáng)度、硬度與彈性模量下降，斷裂伸長率增加 等。6、生物老化由于塑料制品在加工過程中幾乎都使用了各種各樣的添加 劑，因而常常成為霉菌的營養(yǎng)源。霉菌生長時(shí)吸收了塑料表 面和內(nèi)部的營養(yǎng)物質(zhì)并成為菌絲體，菌絲體又是導(dǎo)體，因而 使塑料

22、的絕緣性下降，重量變化，嚴(yán)重時(shí)會(huì)出現(xiàn)剝落。霉菌 生長時(shí)的代謝物中含有有機(jī)酸和毒素，會(huì)使塑料的外表出現(xiàn) 發(fā)粘、變色，變脆、光潔度降低等現(xiàn)象，還會(huì)使長期接觸這 種霉腐塑料的人染上疾病。這種情況尤其在濕熱帶地區(qū)和海 洋性氣候條件下使用的塑料制品中較為常見。另外，嘉峪檢 測網(wǎng)提醒聚合物材N-長期處于某種環(huán)境中，由于微生物具 有極強(qiáng)的遺傳變異性，會(huì)逐步進(jìn)化出能夠分解利用這些高聚 物的酶類，從而能夠以其為碳源或能源生長，盡管降解速率 極低，但這種潛在危害是確實(shí)存在的，但對于某些高分子包 裝物，使用后卻希望其能夠迅速被生物降解。高聚物材料加人酚類以及含銅、汞或錫的有機(jī)化合物，可以 防止其菌解；對于希望其發(fā)生

23、菌解的高聚物，可以考慮利用 天然的高分子材料，經(jīng)化學(xué)或物理改性后，以增加其強(qiáng)度， 作為包裝物。20世紀(jì)90年代以后，天然高分子淀粉類、纖 維素類、甲殼素類及其改性高分子化合物被廣泛應(yīng)用于可降 解塑料的各個(gè)應(yīng)用領(lǐng)域。多糖類天然高分子及其改性化合物 通過與通用塑料的共混改性等手段可以加工成可降解的一次 性薄膜、片材、容器、發(fā)泡制品等，其廢棄物可以通過自然 環(huán)境中廣泛存在的淀粉酶等多糖類天然高分子分解酶的介 人，逐步水解成小分子化合物，并且最終分解成無污染的二 氧化碳和水，回歸生物圈?；谶@些優(yōu)點(diǎn)，以淀粉為代表的 多糖類天然高分子化合物至今仍為可降解塑料的一個(gè)重要組 成局部。老化性能評價(jià)高分子材料的

24、老化實(shí)驗(yàn)大體上可分成兩大類：自然環(huán)境老化 實(shí)驗(yàn)和人工加速老化實(shí)驗(yàn)。1、自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)是利用自然環(huán)境條件或自然介質(zhì)進(jìn)行的實(shí) 驗(yàn)，主要包括：大氣老化實(shí)驗(yàn)、埋地實(shí)驗(yàn)、倉庫貯存實(shí)驗(yàn)、 海水浸漬實(shí)驗(yàn)、水下埋藏實(shí)驗(yàn)等等。自然環(huán)境老化實(shí)驗(yàn)結(jié)果 更符合實(shí)際、所需費(fèi)用較低而且操作簡單方便，是國內(nèi)外廣 泛采用的方法。其中對高分子材料而言，應(yīng)用最多的是自然 氣候曝露實(shí)驗(yàn)（又稱戶外氣候?qū)嶒?yàn)）。自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)就是將試樣置于自然氣候環(huán)境下曝露，使 其經(jīng)受日光、溫度、氧等氣候因素的綜合作用，通過測定其 性能的變化來評價(jià)塑料的耐候性。目前我國關(guān)于直接自然氣 候曝露的實(shí)驗(yàn)方法主要有光解性塑料戶外曝露實(shí)驗(yàn)方法、涂 層自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料自然氣候曝露實(shí)驗(yàn)方法。另 外，將材料置于玻璃板后的自然氣候曝露的實(shí)驗(yàn)方法有硫化 橡膠在玻璃下耐陽光曝露實(shí)驗(yàn)方法和塑料在玻璃板過濾后的 日光下間接曝露實(shí)驗(yàn)方法。它們分別規(guī)定了各種材料自然氣 候曝露實(shí)驗(yàn)方法的要求及步驟，用于評價(jià)高分子材料在室外 自然條件以及經(jīng)玻璃過濾后的日光曝露下的