高分子材料在现代社会中不可或缺，广泛应用于纺织、建筑、交通、电气工程、基础设施等众多领域。然而，其长期性能可能受到环境暴露、机械载荷、温度、湿度、辐射和化学试剂等因素的影响，因此，了解其老化与耐久性对于安全可靠的應用至关重要。高分子老化是一个受温度、湿度、化学暴露以及机械或热应力等环境条件影响的复杂过程，这些条件会逐渐改变材料的结构和性能 [1,2]。对聚丙烯的研究表明，在洗涤剂溶液中老化可以改变表面性质，从而影响聚合物表面与微生物的相互作用，表明老化不仅可能影响力学性能，还可能影响表面功能特性 [1]。类似地，湿热暴露可能导致环氧基材料出现显著降解，尤其是用于电气绝缘的材料，突显了了解环境条件、材料组成与长期功能稳定性之间关系的重要性 [3]。因此，可靠地预测高分子材料的使用寿命需要合适的加速老化方法和预测模型，例如时温等效方法，该方法可用于根据加速试验结果估算自然老化行为 [4]。
"高分子材料的老化行为与耐久性（第二版）"特刊汇集了针对高分子老化、降解、功能稳定性、耐久性评估及长期性能预测等不同方面的研究成果。这些研究涵盖了广泛的材料和应用领域，展示了将结构表征、加速老化、性能测试和预测方法相结合的重要性。
第一篇发表的研究探讨了历史木质纤维素材料的长期老化。Bouramdane等人利用傅里叶变换红外光谱解卷积、X射线衍射、结晶度分析和扫描电子显微镜，研究了9世纪和12世纪的雪松木材 [5]。研究结果揭示了与长期生物降解相关的纤维素结晶度、木质素结构和形貌的变化。该研究提供了对跨越数世纪的高分子老化的独特视角，并展示了互补分析技术在理解结构退化方面的价值。另一篇研究聚焦于传统和再生聚酯运动服的環境暴露 [6]。Salopek ?ubri?等人评估了厚度、孔隙率、伸长率、弯曲刚度、耐磨性和润湿行为的变化的。环境暴露影响了多种性能，而再生聚酯在老化后表现出尤为优异的耐磨性。这些发现强调了通过多种与实际应用相关的性能来评估耐久性的重要性。Li等人研究了聚氯乙烯的湿热老化和长期蠕变行为 [7]。加速老化条件为60°C和90%相对湿度，并结合力学、光谱、微观和结构分析进行。作者应用时-应力和时-老化等效原理来预测长期性能。该研究展示了加速老化与建模相结合在估算实验不可及时间尺度上的高分子使用寿命方面的潜力。接下来的一篇研究针对水power设备中使用的橡胶密封条的老化问题 [8]。Chen等人提出了一种基于服役橡胶条短轴尺寸与原始尺寸比值的特征提取方法。该几何参数与力学性能之间的关系为评估长期服役后橡胶组件的老化状态提供了一种实用方法。Hu等人研究了蜡基温拌添加剂对高粘度聚合物改性沥青流变性能和老化行为的影响 [9]。通过结合流变、光谱和微观分析，作者证明添加剂选择可以显著影响加工性能和抗老化性能。精制费托蜡表现出尤为优异的性能，说明了如何通过材料配方改善耐久性。Tarkuk等人研究了经酶处理和壳聚糖功能化改性的棉/聚酯面料 [10]。该研究考察了表面、界面、力学、光谱和抗菌性能，特别关注功能处理在洗涤过程中的稳定性。壳聚糖在反复洗涤后的保留表明，酶促活化在制造更耐用的功能性纺织表面方面具有潜力。Ming等人的研究考察了环氧和酚醛树脂绝缘材料的湿热老化 [11]。有趣的是，在85°C和90%相对湿度下老化改善了两种体系测得的阻燃性能。观察到的变化与表面组成的改变和protective屏障层的形成有关。这些发现表明，老化并不必然导致所有材料性能的退化，其影响需要根据所涉及的具体降解机理进行评价。最近发表的一篇研究，由Bae等人完成，探讨了闭孔酚醛泡沫保温材料的长期老化 [12]。作者发现热导率存在瞬态最小值，在老化过程中先降低后升高。该现象被归因于正戊烷在聚合物基体与胞内气相之间的重新分配，随后逐渐被空气取代。该研究展示了聚合物结构、孔胞形貌、气体扩散与长期热性能之间的复杂相互作用。
综合来看，这些研究成果表明，高分子老化是一种复杂的、具有材料特异性的多尺度现象。这些研究涵盖了跨越数世纪的自然降解、加速老化与寿命预测、服役状态评估、基于配方的抗老化性能改善以及功能稳定性的评价。它们还表明，老化可能以不同方式影响不同的性能，在某些情况下甚至可能改善某些特性。总体而言，本特刊突出了将分子和形貌变化与宏观性能及实际服役需求联系起来的重要性。未来的研究应越来越多地关注耦合老化机理、真实暴露条件、原位监测以及能够将加速实验室测试转化为可靠使用寿命估算的预测方法。这些发展将有助于设计更安全、更耐用、更可持续的高分子材料。
利益冲突
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