聚碳酸酯 老化「耐热氧老化」

由于优异的力学性能（特别是耐冲击性能）、介电性能、阻燃性及透明性，聚碳酸酯作为结构材料被广泛应用于各种户外工程中，如建筑防护玻璃、高速飞机的挡风天窗等。

然而，长周期户外使用中聚碳酸酯会发生老化，透明性、耐冲击性等指标也会随之下降，影响工程安全，甚至导致严重工程事故。而在聚碳酸酯诸多的老化行为当中，热氧老化行为则是最容易被忽略的。

聚碳酸酯在加工、贮存和应用中，都会与空气接触，在一定温度下，聚碳酸酯会与空气中的氧发生反应而降解，这种降解就称为热氧降解，因为地球上氧几乎无处不在，因此聚碳酸酯的热氧降解比单纯的热降解普遍得多。

聚碳酸酯的注塑成型温度一般在300℃以上进行，在这样高的加工条件下，会导致聚碳酸酯部分降解。

在300℃温度下30分钟，聚碳酸酯的热降解率一般就能达到10%左右，热解所产生的水又引起聚碳酸酯链接中碳酸酯键水解，导致高分子主链断裂降解，从而使聚碳酸酯的宏观性能发生变化。

成型后的聚碳酸酯产品在使用过程中还会经历各种热、氧过程。因此，聚碳酸酯热氧老化后的各种结构变化直接影响其使用性能。

聚碳酸酯在有氧条件下的降解，主要在聚合物表面进行。开始失重阶段，由碳酸酯醇产生的双酚A量会减少。

但在磷酸盐存在的条件下，二芳基碳酸盐的相对浓度增加。这样，磷酸盐存在时，聚碳酸酯的降解历程首先在离解能弱的键断裂，通过磷酸酯和从聚碳酸酯醇解产生的醇进一步反应，磷酸盐能与聚碳酸酯链形成支链结构，这些结构可能阻碍热和分解产物的质量传递。

聚碳酸酯的热氧老化是由数个同时发生的反应共同作用的结果：聚碳酸酯中的碳酸酯基团的水解；异丙烯基团的氧化；酚基的氧化偶合作用生成联苯结构，联苯结构的存在导致不溶降解物质出现。

对于聚碳酸酯结合型混合物和物理混合物而言，在300℃以上，混合物在脱乙酰作用下与聚碳酸酯分子链反应，从而降低了它们的热稳定性。在物理混合材料中，这种作用效果更加明显。

应当注意到，现有聚碳酸酯热氧老化行为的研究虽然比较广泛，但是主要集中在高温条件下聚碳酸酯的降解。

然而，许多工程应用并非处在高温条件下，因此也需要注意聚碳酸酯在比较温和条件下的热氧老化过程。