聚氨酯纤维(氨纶)因其优越的回弹性被广泛应用于纺织、医疗、精密仪器等领域。在长期的使用过程中,氨纶存在色变、回弹性下降等老化问题,以至于引发一些安全问题。本文以一种市售的普通氨纶为研究对象,对氨纶进行氯水和紫外人工加速老化试验。利用FTIR和XRD研究了氨纶氯水和紫外老化的结构变化;利用DSC和TG/DTG研究了老化的热性能变化;通过万能材料试验机研究了老化的力学性能变化。基于时间、温度、湿度、真空度对氨纶紫外老化性能的影响规律,对其剩余使用寿命进行了预测。(1)在氯水老化中,氯离子取代了N-H和C-H键中的氢,形成了N-Cl、C-Cl,使其结晶度先增加后减小,玻璃化转变温度上升,使拉伸模量先增加后减小,而断裂伸长率一直下降,且有效氯浓度越大,下降越明显。(2)在紫外老化中,硬段发生了重排反应,分子链断裂,且氢键数量不断增加,结晶度先局部增加后减少,拉伸模量先增后减,而断裂伸长率一直增加,拉伸回复性一直下降。环境湿度直接影响氨纶的软段、硬段,首先是水分子对软段的增塑作用,促使原有氢键的断裂和重新组合。之后硬段中的氨基甲酸酯基发生水解反应,形成了大量的羟基,使模量和断裂强度随湿度增加而降低。环境温度主要影响氨纶的硬段,随着老化温度的增加,软段的醚基处氢键数量虽增加,但其热分解温度下降,使断裂伸长率在不断增加,因破坏了硬段的结构而使回复率下降。在真空环境中老化后发现结构未出现明显变化,只是断裂强度稍微下降。(3)根据老化实验数据,预测氨纶紫外老化剩余寿命,在温度25℃、湿度40%常压下,氨纶的使用寿命为2460h(100d),并对预测结果进行误差分析,方差在合理范围内;并提出合理、高效使用氨纶的方法以及提高其使用可靠性的措施。本文的研究揭示了氨纶氯水和紫外老化机理,确定了时间、温度、湿度、真空度等因素对氨纶紫外老化性能的影响规律,有效地预测了氨纶紫外服役下的剩余使用寿命。这不仅为高效、安全使用氨纶提供了理论基础,而且有助于研发合成高耐候性的氨纶,从本质安全角度解决材料老化引发的安全问题。