高分子材料在使用过程中面临着诸如紫外光、氧、温度、湿度、酸/碱、金属离子、微生物等多种环境因素的侵蚀，将经历组成、结构上的复杂变化，最终导致使用性能恶化，即发生“老化”。准确地评价老化状态、预测使用寿命，是高分子老化研究的重要任务。这一任务的顺利达成，建立在对高分子材料老化过程中各种复杂变化进行准确表征的基础之上。清华大学杨睿教授系统评述了面对高分子材料老化过程中的诸多变化可以采取的表征策略，包括化学变化表征、物理变化表征、使用性能表征、老化评价方法等。

       综述强调，由于高分子老化会带来物理结构、化学组成、材料性能方面的诸多变化，因此几乎所有的分析方法都可以用于高分子材料的老化表征。针对这些变化选择合适的表征方法，就显得尤为重要。针对化学变化，可以从分子量、官能团、自由基、小分子物质、化学分布等角度进行表征，相应地采用GPC、LD-NMR、ATR-FTIR、AFM、FTIR、ESR、CL、Py-GC/MS等分析方法。针对物理变化，可以从结晶度、形貌等角度进行表征，相应地采用DSC、SEM等分析方法。针对性能变化，可以从加工性能、力学性能、外观等角度进行表征，相应地测定熔融指数、氧化诱导时间、强度、模量、韧性、延展性、弹性、硬度、黄变指数等参数。在准确表征这些变化的基础之上，采取自然老化和加速老化的策略，可以进行材料的稳定性评价和寿命预测。实际上，高分子老化从加工成为产品时就已经开始，只不过老化早期的微小变化在累积到一定量之前并不容易表现出来，因而依赖于更为灵敏的表征方法，如耗氧量测定、原位红外光谱、UV-Py-GC/MS、荧光光谱等。对老化早期的微小变化进行准确表征，使得在较短时间内实现老化评价成为可能，从而极大地促进新材料的开发。综述最后提出高分子老化研究中尚未解决的若干问题，并展望了计算机模拟，化学计量学和人工智能等数学和计算机工具的巨大潜力。

原文信息：

Liu, X.; Yang, R.; Xu, Z. P.; Ye, Y.; Tang, G. S.; Zhao, M.; Zhang, Q.; Meng, X. Z.

Chinese J. Polym. Sci. 

DOI: 10.1007/s10118-024-3174-9