塑料在受热时会变脆,主要原因包括:
热降解:
塑料在高温下会经历热降解,导致长链聚合物分子断裂,这会改变材料的机械性能,导致强度和韧性降低,颜色变暗或发黄。
氧化:
高温加速了氧化反应,在含氧环境中,塑料中的化学键容易与氧气发生反应生成氧化物,进而导致材料变脆和变色。
水解:
某些塑料在高温和湿度的共同作用下发生水解反应,例如聚酰胺(尼龙)和聚酯类塑料。这种反应会破坏聚合物分子,导致性能下降。
紫外线与热共同作用:
在户外环境中,紫外线与高温的共同作用加速了塑料的老化。紫外线会破坏聚合物中的化学键,而高温会进一步促进这些反应,使得材料变色、发脆、失去强度。
分子链活动增加与固定:
塑料加热后,高分子链变得容易移动,可以浇注到各种形状的模具中。如果在此状态下冷却,高分子链的活动受到限制,便能固定成模具的形状。但若再次加热,高分子链又会变得容易活动,导致材料变软和变形。
内应力:
塑料制品在制造过程中可能会产生内应力,这些应力在受热时会导致材料发脆。
热膨胀:
塑料的热膨胀系数比金属或其他材料高得多。当塑料受热时,分子间的距离会增大,导致塑料材料的体积增加。这种现象被称为热膨胀。由于热膨胀,塑料在高温下容易发生变形,从而影响其机械性能。
综上所述,塑料受热变脆的原因是多方面的,主要包括热降解、氧化、水解、紫外线与热共同作用、分子链活动变化、内应力以及热膨胀等因素。