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聚乙烯在氧氣的存在下受熱時易發生熱氧老化作用，這種熱氧老化過程具有自動催化效應，因此當升高溫度時，氧化加速進行，它可使聚乙烯的電絕緣性能變壞。此外，ESCR、伸長率等性能也會降低，并且脆性增加，嚴重時還會發生特臭氣味。氧化作用的影響與受熱時間長短有關，例如將高密度聚乙烯制成的容器經短時間受熱，其使用價值并無任何降低，如果將其制成的電纜在60℃長時間受熱，則其電絕緣性能會顯著降低。

聚乙烯受日光中紫外線的照射和空氣中氧的作用，使其分子中的羰基含量增加而發生光氧老化作用，這種光氧老化作用是在常溫下進行的，它可使聚乙烯分子解聚，并生成一部分支鏈體型結構。

因此，為了防止或減慢光氧老化的作用，應在聚乙烯中添加具有遮蔽光作用的穩定劑，如炭黑或紫外線吸收劑。聚乙烯在受熱成型加工過程中，特別是與大量空氣接觸的情況下，例如壓延過程中或擠出、注射成型時，由于受熱氧化而使聚乙烯的機械性能降低，加了抗氧化劑后雖可部分防止，但仍不能完全避免，因此改進聚合工藝及成型加工方法，以及采用改性的方法，可提高聚乙烯受外因作用的穩定性。