中文摘要：

聚合物复合材料的老化降解对材料研究和应用都极为重要，其中裂纹的产生将直接导致材料的破坏，因此研究材料老化过程中裂纹的产生和发展机理具有非常重要的理论和实际意义。本项目采用FTIR、PGC-MS、SEM、DSC、GPC等手段，针对聚乙烯复合材料，并延伸到聚丙烯纳米复合材料，研究其在天候老化、氙灯老化和热氧老化过程的开裂破坏现象、影响因素及产生和发展机理。研究结果表明，在光氧老化中，表层首先发生氧化，并引起分子链的断裂，导致分子量下降和力学强度的降低。同时，除原有的残余应力外，降解小分子重结晶产生新的应力。当表层强度不足以抵抗应力作用时，裂纹产生。此后，随着氧化的不断深入，裂纹也不断发展，直至材料整体强度丧失。无机填料会在不同程度上加速光氧化反应，相应地影响后续的降解过程。在热氧老化中，由于基体和填料较大的热膨胀系数差异，温度变化应力导致的基体和填料界面脱粘占主导。除此之外，球晶的晶界也是裂纹产生的场所。热应力产生的破坏甚至可以远在氧化之前发生。材料的宏观力学性能中，断裂伸长率对表层的分子量下降和裂纹产生敏感，拉伸强度对本体的降解敏感，断裂伸长率常常会早于拉伸强度表现出显著的变化。