材料抗老化
關注創建者：匿名 創建時間：2021-12-10
材料抗老化的實例教程
但這種方法只能保證材料在出廠時的性能，而且這種方法只能從材料的制備源頭實施，無法解決其在再加工和使用過程中的老化問題。
3、高分子材料的結構設計或改性
很多高分子材料分子結構中存在極易老化的基團，那么通過材料的分子結構設計，以不易老化的基團替代易老化的基團，往往可以起到良好的效果。
4、添加抗老化助劑
目前，提高高分子材料耐老化性的有效途徑和常用方法就是添加抗老化助劑，其由于成本較低、且無需改變現有生產工藝而得到廣泛應用。這些抗老化助劑的添加方式主要有兩種：
（1）助劑直接添加法
即將抗老化助劑（粉末或液體）與樹脂等原料直接混合攪拌后擠出造粒或注塑等等。這種添加方式由于簡單易行，從而為廣大的抽粒和注塑廠所廣泛采用。
（2）抗老化母粒添加法
在對產品品質和質量穩定性要求較高的廠家，更多的是采用在生產時添加抗老化母粒的方式。
其應用優勢在于抗老化助劑在母粒制備過程中首先實現了預分散，那么在后期材料加工的過程中，抗老化助劑得到二次分散，達到了助劑在高分子材料基體中均勻分散的目的，不僅保證了產品的質量穩定性，也避免了生產時的粉塵污染，使得生產更為綠色環保。
展開 為全面驗證座椅在長期使用、復雜工況下的結構穩定性、功能可靠性及材料抗老化能力，需借助專業的測試設備，按嚴格標準開展全場景耐久性測試。
一、核心測試設備分類及功能
汽車座椅耐久性測試覆蓋四大核心維度，對應五大類設備，形成完整測試體系，確保結果精準合規。
（一）綜合耐久測試臺架：座椅整體耐久性的核心檢測設備
針對座椅總成及核心結構，模擬真實使用場景開展循環疲勞測試，是測試核心主力。
多通道伺服液壓/電動耐久試驗機：對坐墊、靠背等施加循環載荷，模擬百萬次駕乘疲勞，檢測結構隱患，記錄數據評估疲勞壽命，適配多種座椅。
座椅總成綜合耐久試驗臺：集成多部件同步測試，支持多工位并行，模擬坐姿及調節動作，考核總成整體及部件協同可靠性。
顛簸蠕動耐久試驗臺：模擬路面顛簸與車身蠕動，檢測座椅動態疲勞及異響，貼合真實行車場景。
（二）專項功能耐久試驗機：座椅細分功能的可靠性測試設備
針對座椅各類調節功能，開展專項循環測試，驗證功能穩定性與使用壽命。
滑軌/調角器耐久試驗機：對滑軌滑動、調角器傾仰做百萬次循環測試，驗證結構強度與調節可靠性。
頭枕耐久試驗機：測試頭枕調節循環壽命，模擬追尾沖擊，驗證結構可靠性及頸部保護能力。
扶手耐久試驗機：對扶手升降、旋轉、承重做循環測試，考核結構強度與連接可靠性。
電動座椅功能耐久測試系統：支持總線控制，對電動座椅各類功能做百萬次循環測試，適配主流車型。
模擬人體進出耐久機器人：模擬上下車動作，測試座椅表面磨損及邊緣結構疲勞強度。
（三）環境與老化測試設備：座椅材料與結構的抗老化能力測試設備
模擬極端環境與加速老化，測試座椅抗老化能力，保障全生命周期品質穩定。
展開 材料老化主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。盡管大家都認同產品的耐候性和耐光性很重要，但對于在實驗室，是采用紫外老化測試還是氙燈老化測試？卻往往毫無頭緒。
光照(特別是紫外線)
對于經久耐用的材料，如大多數涂料、塑料，短波紫外線是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經久耐用的材料，長波紫外線甚至可見光也會對其造成嚴重的危害。
高溫
當溫度升高時，光的破壞作用也將隨之增大，盡管溫度不影響主要的光致化學反應，但卻影響后繼的化學反應。實驗室老化測試必須提供精確的溫度控制，通常還通過升溫的方法來加速老化。
潮濕
露水造成的危害比雨水更大，因為它附著在材料上的時間更長，形成更為嚴重的潮濕吸收。然而也不能忽視的是溫度驟降造成的熱沖擊。比如當一輛汽車在一個炎熱夏日溫度升高卻突然因陣雨而急劇散熱，這種情況下雨水會產生應力侵蝕。
這三個因素中的任一個都會引起材料老化，而且它們往往同時發生，所造成的危害都大于任一因素單獨作用所造成的。因此在實驗室，有些材料在光照或者潮濕條件的單獨作用下的耐久性好，但在兩者的協同作用下，往往會失效。
人工加速老化測試
1.熱老化性能試驗
在常壓和規定溫度的熱空氣作用下，使材料經過一定時間后測定其某項或某幾項性能指標。根據相同或不同溫度條件下各周期性能指標變化的情況，判斷材料的熱穩定性，推算貯存期和使用期。
▎測試儀器：
重力對流式（自然通風）熱老化試驗箱
強制通風式熱老化試驗箱
▎適用產品范圍：電氣絕緣材料的耐熱性試驗,電子零配件,塑化產品及橡膠制品。
展開 塑料、橡膠、涂料等高分子材料在使用過程中會遇到老化的問題。為評價高分子材料的耐老化性能，逐漸形成了兩類老化試驗方法：
一類是自然老化試驗方法，即直接利用自然環境進行的老化試驗；另一類是人工加速老化試驗方法，即在實驗室利用老化箱模擬自然環境條件的某些老化因素進行的老化試驗。由于老化因素的多樣 性及老化機理的復雜性，自然老化無疑是最重要最可靠的老化試驗方法。
但是由于自然老化周期相對較長， 不同年份、季節、地區氣候條件的差異性導致了試驗結果的不可比性；而人工加速老化試驗模擬強化了自然氣候中的某些重要因素，如陽光、溫度、濕度、降雨等，縮短了老化試驗的周期，且由于試驗條件的可控性，試 驗結果再現性強。人工老化作為自然老化的重要補充，正廣泛運用于高分子材料的研究、開發、檢測中。在人工加速老化的試驗過程中，人們普遍會關心以下幾個問題：應該選擇什么樣的試驗條件，進行多長時間 的試驗；該選擇什么指標來評價該產品的老化性能。本文試圖針對這些問題對人工加速老化試驗進行一些探討。
1 人工加速老化試驗條件的選擇
這個問題實際上可以理解為應該模擬哪些老化因素，高分子材料在使用過程中，氣候環境里許多因素都有可 能對高分子材料的老化產生作用。如果事先知道產生老化的主要因素，就可以有針對性的選擇試驗方法。我們 可以從該材料的運輸、儲存、使用環境以及其老化機理等方面考慮，確定試驗方法。例如硬聚氯乙烯型材，使 用聚氯乙烯為原料，添加穩定劑、顏料等助劑加工而成，主要用于室外。從聚氯乙烯的老化機理考慮，聚氯乙 烯受熱易分解；從使用環境考慮；空氣中的氧、紫外光、熱、水分都是引起型材老化的原因。
展開 1.2.2烘箱不同區域溫度的差異及對樣品性能的影響
將烘箱分為上中下三層，每一層劃分四個區域，采用溫度采集器對12個區域樣品表面的溫度進行實時檢測，在150℃下老化500h后對PP樣品的拉伸性能進行測試。熱電偶線對12個區域進行溫度監測，示意圖如圖1所示；
圖1烘箱不同位置的溫度監測示意圖
12個區域樣品表面的溫度值如表5所示；
結果顯示：采用溫度采集器對烘箱的12個區域樣品表面的溫度進行實時檢測，結果表明：通過熱電偶探溫發現，12個區域的溫度存在一定的差別，最高溫度為第三層第1區域，最低溫度出現在第三層第4區域，最高溫最低溫差值為1.7℃；
對于放置在12個區域的PP樣品老化500h后測試拉伸性能，結果如表6所示；
根據上表中的數據可知：拉伸性能并非與老化溫度呈現對稱的變化規律，最大值出現在第一層第1區域及第二層第2區域 ，最小值出現在第二層第3區域，是否與區域內的含氧量有關，這一問題仍需進一步實驗進行考證；
1.2.3隔熱材料對熱氧老化性能的影響
采用鋪墊隔熱材料和不鋪墊任何材料對PP樣品老化500h后的力學性能進行了測試，鋪墊隔熱材料和不鋪墊隔熱材料的圖片如2所示；
圖2 鋪墊隔熱材料和不鋪墊隔熱材料
不鋪墊材料樣品拉伸性能測試結果如表7所示；
不鋪墊材料樣品拉伸性能測試結果如表8所示；
根據以上結果可知：鋪墊隔熱材料老化500h后的樣品性能要比不鋪任何材料樣品老化后的性能稍好；這主要是由于鋪墊隔熱材料后，樣品在老化過程中底部受熱要比沒有鋪墊材料差一些，導致樣品老化的速率變慢，性能保持的更好；不鋪隔熱材料的老化樣品性能稍差的原因可能與樣品直接接觸金屬，在高溫下金屬催化高分子材料降解有關。
展開 
材料抗老化的相關專題、標簽、搜索
材料抗老化的最新內容
2025年12月15日，材料斷裂力學領域迎來一篇重量級綜述。哈佛大學鎖志剛教授團隊在頂級期刊《Chemical Reviews》上發表了題為“Thermodynamic and Molecular Origins of Crack Resistance in Polymer Networks”的綜述論文，其作者為陳哲琪博士、鎖志剛教授。該論文系統性地為高分子材料的“抗裂性”研究構建了從熱力學框架到分子設計原理的清晰圖譜
（三）環境與老化測試設備：座椅材料與結構的抗老化能力測試設備
模擬極端環境與加速老化，測試座椅抗老化能力，保障全生命周期品質穩定。
高低溫濕熱試驗箱/步入式環境艙：模擬-40℃~85℃、10%~98%RH環境，測試材料抗溫變、抗濕熱能力及機構可靠性。
多物理場耦合加速老化艙：復合多環境因素，加速老化進程，快速評估材料與結構抗老化性能。
材料老化主要表現在變色、失光、強度下降、龜裂、剝落、粉化及氧化等。盡管大家都認同產品的耐候性和耐光性很重要，但對于在實驗室，是采用紫外老化測試還是氙燈老化測試？卻往往毫無頭緒。
光照(特別是紫外線)
對于經久耐用的材料，如大多數涂料、塑料，短波紫外線是引起大部分聚合物老化的原因。然而，對于不是那么經久耐用的材料，長波紫外線甚至可見光也會對其造成嚴重的危害。
高分子材料在加工、貯存和使用過程中，難免會受到熱氧老化的影響，從而發生變化，外觀方面，如：材料發粘、粉化、變脆、變形以及顏色變化；機械性能方面，如：拉伸、彎曲、沖擊等性能下降；電學性能方面，如：擊穿電壓、電阻率等性能下降；阻燃性能方面，如：阻燃等級下降。高分子材料受到熱氧老化影響后，產品的使用壽命會縮短，這樣大大影響了產品的經濟性和環保性，從而限制了產品的使用范圍。因此，對于熱氧老化影響因素的研究具有重要意義
圖1 左右后視鏡殼體產品圖
左右后視鏡產品為轎車的必備部品，其外殼通常采用PP材料加抗老化的添加劑成型。從圖1可以看出，塑件的大面開口為后視鏡鏡面安裝部位，有3處螺絲柱用來安裝固定。一個側面的大型開口為安裝部位，內部一個安裝用的螺絲柱，側面大平面還有一處小通孔。外表面全部為高光表面，不能存在任何不良，澆口痕跡、頂針印跡等。
新冠病毒（SARS-CoV-2）可在高分子材料表面存活長達3天，對肉制品食品包裝、國際冷鏈運輸等造成很大威脅。薄膜包裝材料成為傳播新冠病毒的一個確認重要途徑。仿生微納米結構可通過物理作用‘刺破’細菌，而新冠病毒尺寸僅為100納米左右，無法直接利用微納米結構殺滅。納米銀/銅懸浮液可有效殺滅病毒。如何提高納米銀/銅在薄膜表面殺滅新冠病毒效率降低間接傳播病毒風險
高分子材料事實上已經成為現代生活每個方面中的必需品，其在生產及加工中取得的最新進展進一步拓寬了塑料的應用范圍，在某些應用中，高分子材料甚至取代了其他的材料，如玻璃，金屬，紙張及木材。
但高分子材料本身具有的結構特點和物理狀態及其在使用過程中受到的熱、光、熱氧、臭氧、水、酸、堿、菌和酶等外在因素使得其在應用過程中，會出現性能下降或損失，例如泛黃、相對分子質量下降、制品表面龜裂
作為一種革命性的能量收集技術，摩擦電納米發電機（Triboelectric Nanogenerator，簡稱TENG）不僅提供了一種可持續、分布式能源供給技術，而且構建了無需外部電源的自供電系統，具有成本低、質量輕、材料選擇廣、低頻下轉換效率高等優勢。然而，高濕環境中水分子形成的導電通路引起的表面電荷耗散，
植入式生物材料和醫療器械在臨床中有著廣泛的應用，包括組織工程支架，植入假體，藥物緩釋載體，連續血糖檢測器等。這些材料植入體內后會被宿主免疫系統識別，并被認為是外來物，從而在植入體與宿主接觸界面引起一系列免疫反應過程，包括強烈的炎癥反應、異物巨細胞的形成和纖維化，最終導致植入物被纖維膠原包裹，與宿主組織相隔離。這種材料植入后的異物反應阻斷了植入體與宿主之間的物質信號傳遞
參考碩士論文《層合結構復合材料抗彈機理研究及模擬仿真》，
歡迎交流，郵箱：513484528@qq.com
