为什么塑料的生命周期如此短暂？如何延长塑料的使用寿命？

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塑料产品或由塑料构成的结构无处不在。然而，每个产品的耐久性都因其用途和产品质量而异。本文将分析影响塑料产品寿命的主要原因，并揭示延长使用寿命的方法。

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I. 塑料产品的生命周期

塑料的生命周期，也被称为塑料的使用寿命，从塑料开始使用到不能再使用或被丢弃的时刻计算。人们将塑料的生命周期分为以下四种类型，如下表所示：

就像人一样，塑料在长时间接触环境后会老化。它们在机械性质和物理性质上都会发生变化。一些老化的迹象包括变色、丧失美观、断裂、开裂、破损以及与初始状态不同的形变。这种现象的结果是塑料产品失去了美观性并且对使用者不再安全。接下来我们将更深入地了解塑料老化的现象。

塑料老化，也称为氧化老化或衰老，是塑料在使用一段时间后发生不利性质变化的过程。

物理作用：温度、由于螺杆的剪切力、多次热加工等因素可能使塑料结构不稳定，结合螺杆旋转可能导致切割。这个过程产生自由基。自由基是未结合的电子的离子或分子，具有强烈的化学活性。

化学作用：氧气、受到周围环境的影响的添加剂、湿气、化学物质等也可以产生自由基。

在加工过程中的老化：

在使用过程中的老化：

引起塑料氧化的两个主要因素是自由基和过氧化物/过氧化氢。过氧化物/过氧化氢是具有R-O-O-R结构的物质，在受到能量供应（热能、光线）时容易分解，形成新的自由基。其中一个典型例子是双氧水H2O2。过氧化物的结构为-O-O-R。

启动：这是由于物理和化学作用而产生自由基的过程。结果是形成自由基和过氧化物。

链式反应：自由基攻击能量活化较低的位置，以形成新的产物。结果包括：

终止链式反应：自由基相互结合形成稳定的产物。这决定了塑料链的性质变化，包括力学性能和颜色的变化。

塑料种类	衰老的原因	常见结果
Polystyrene (GPPS, HIPS)	苯基自由基非常活跃，尤其是在阳光下	PS塑料通常耐久性差，容易变色
ABS (Acrylonitrile – Butadiene – Styrene)	含有丁二烯双键、苯基根和氰基亲合基团的分子链	ABS 塑料通常很快就会变色
PE, PP	通常包含三级碳的链	PE、PP塑料通常不太耐用，尤其是PP
PET	在干燥环境下很少氧化，而在湿润环境中更容易氧化	PET塑料相对耐用
BPA - PC	羧基和芳环基团活性高，但分子结构复杂	PC塑料相对耐用

塑料制造商通常使用抗老化塑料助剂来延长塑料制品的使用寿命，减少老化过程的影响。这些助剂包含多种成分，确保全面和有效的作用。抗老化塑料助剂通常分为两类：

阻断链助剂在制造和使用过程中有效抵抗氧化。阻断链助剂组包括酚类、胺类和酮醇类助剂。

类别	物质	种类	应用
CB-D		Phenolic	PP, PE, HIPS, PMP, PVC, ABS,…
		Phenolic	Polyurethane, polypropylene, polyester
		Amine	Polyolefins, PAs, styrenics
CB-A		HAS	PP, PE, PS, ABS

过氧化物分解助剂有助于提高产品在使用过程中的抗氧化效果。通常使用的过氧化物分解助剂包括磷酸酯和硫化物类助剂。

种类	物质	应用
Phosphites Ester		PE, PP, PS, Polyesters, PVC, thermoplastic
Phosphites Ester		PP, PE
Sulfur Compounds		PP, PE, PVC, ABS
Sulfur Compounds		Polyurethanes