Az öregedés és a stabilizációs Polimerek
polimerek öregedési folyamatok
A tárolás során és a polimer anyagok feldolgozásához, valamint a termékek használatát ezen polimerek vannak kitéve különböző tényezők - a hő, fény, ionizáló sugárzás, az oxigén, a nedvesség, korrozív vegyszerek, mechanikai terhelések. Ezek a tényezők, egyénileg vagy az összesített, okozhat polimerek a fejlesztési irreverzíbilis kémiai reakcióba a két típust. Lebomlás, ha van egy törés kötvények a fő láncban makromolekulák és strukturálás, amikor térhálósodás történik lánc. Megváltoztatása egy olyan molekuláris szerkezetet változásokhoz vezetnek a tulajdonságait a polimer anyag; elvesztette rugalmasságát, törékenység és merevebb, csökkentett mechanikai szilárdság, dielektromos tulajdonságai romlanak, színe megváltozik, sima felület egyenetlen lesz, stb Tulajdonságainak módosítása műanyagok és tárgyak ilyenfajta hívják öregedés.
A reakciók során bekövetkező öregedés polimerek, lehet folytatni a radikális, ionos és molekuláris mechanizmusok ritkán. Gyökös folyamatok fejlesztése működés közben polimerek és természetes atmoszferikus körülmények között, és egy olyan térben az intézkedés alapján sugárzás.
Ennek fő oka az öregedés polimerek - a oxidációs molekuláris oxigénnel, amely különösen gyorsan megy végbe magasabb hőmérsékleten, például a feldolgozás során a polimer anyagok. Az oxidáció gyakran meggyorsította és megkönnyítette könnyűfémek változó vegyértékű szennyezéseket, amelyek jelen lehetnek a polimerben a korrózió miatt a berendezés, vagy nem teljes eltávolítása a katalizátor után ebből a szintézis befejeződött. Szerint a típusú aktivátor és egy bázikus anyag, ami a polimerek bomlását, a következő típusú öregedés: termikus, termo-oxidatív, fény, levegő (ózon), a sugárzási tér és az öregedés hatására mechanikai terhelések (fáradtság).
Kitüntetett áramlási során öregítő reakció a polimerek vagy strukturálását degradációs függ a kémiai szerkezete a lánc. Jellemzően, a vinil-polimerek hajlamosak a bomlásra, néhány dién polimerek - a strukturáló. A minden típusú öregedési degradációja makromolekulák akkor jelentkezik, ha egyes részei láncok összpontosít energia meghaladja az energia egy egyszerű C-C kötés (305 kJ / mól). Ez ahhoz vezet, hogy az átalakulás a makromolekulák a macroradical.
Termikus lebomlás - az a folyamat, megsemmisítése a makromolekulák hatása alatt a magas hőmérséklet. Amikor hőbomlása bizonyos polimerek szétesnek alkotnak rövid láncok különböző struktúrák (polietilén, polipropilén), a másik, hogy létrehozzák a monomer.
depolimerizációs reakció fogékony polimerek, láncokat tartalmazó tercier vagy kvaterner szénatom. Depolimerizáció, hogy egyfajta elöregedése polimer felhasználható, szándékosan hulladékok újrahasznosítása termoplasztikus anyagok annak érdekében, hogy a monomerek és vissza őket, hogy a polimer szintézis lépésben.
Termooxidatív lebomlás - az a folyamat, a pusztulás makromolekulák az együttes fellépése esetén a polimerek megnövelt hőmérsékleten és oxigén. Az oxigén jelenléte nagymértékben csökkenti az ellenállást, hogy hőt polimerek.
Az elsődleges termékek polimer thermooxidation hidroperoxid, hogy a bomlási szabad gyököket, ami a folyamat kialakulásának lánc mechanizmus autokatalitikus. Polimereket, amelyek makromolekulák nem tartalmaznak C-C kötések jobban ellenállnak a termikus degradációs, mint, például poliének tartalmazó telítetlen kötések. Ez könnyen magyarázható közvetlen oxigén hozzáadásával a C = C kötés és a kialakulása egy nagyon instabil feszült gyűrűs peroxidok.
Amikor termooxidatív lebomlás következik be kialakulásának nagy mennyiségű különböző kis molekulatömegű oxigenátokra: víz, ketonok, aldehidek, alkoholok, savak.
Fotokémiai lebomlás lebomlása makromolekulák hatása alatt a fény. Különösen mély a polimer degradációját történik hatása alatt ultraibolya (UV) sugárzás, azzal jellemezve, hogy a hullámhosszúság kisebb, mint 400 nm K. UV fotonenergia meghaladja az energia a C-C kötés a makromolekula és nem túlbecsülni a hőmérséklet. Ezért photodestructió is kialakulhat viszonylag alacsony hőmérsékleten és gyorsított merészkednek az oxigén jelenlétében. Különösen intenzíven lebomlik tartalmazó polimerek atomcsoportok képes elnyelni a fényt.
Fotokémiai bomlás egy szabad gyökös folyamatban, és, tekintettel a kis áthatoló képessége az UV-sugárzás, akkor elsősorban a polimer felületi rétegek.
Sugárzás degradáció történik az intézkedés alapján a polimerek gamma-sugarak, alfa-részecskék, neutronok. Energia ionizáló sugárzás sokkal nagyobb, mint az energia kémiai kötések makromolekulák. Emerging a szabad gyökök „befogott” a polimer és léteznek, hogy hosszú ideig, megrongálásával időben.
És a polimer ronthatja hatására mechanikai behatásoktól. Mechanikus pusztítás akkor kezdődik, amikor a mechanikai feszültségek meghaladják a kötési energiája atomok a polimer. A feszültség eloszlás az egyes kommunikációs makromolekula lehet folytonos, amely oda vezet „túlterhelt részek” - megsemmisítés központok. Mechanikai a polimer degradációját lesz elérhető a feldolgozás során, például a hosszú távú gördülő, finom csiszolás, a nagy sebességű mechanikus keverés. Előforduló mechanikai területen szabad polimer gyökök nem csak rekombinált, hanem reagálnak a polimerrel makromolekulák. Ennek eredménye egy elágazó vagy térhálósított termékek.
Kémiai lebomlás lebomlásának makromolekulák hatására kémiai hatóanyagok. Ez jellemző a sok hetero-tartalmú polimerek a főláncban csoportokat, amelyek képesek kémiai átalakítások. A mélysége degradáció természetétől függ, és mennyiségű kis molekulatömegű reagenst annak hatását körülmények között.
Védelme polimerek az öregedés ellen
Mivel az öregedés sok polimer fordul elő, főleg mechanizmusán keresztül lánc gyökös reakciók, akkor a védelem polimerek öregedés ellen kell először kezdeni az intézkedéseket, amelyek volna küldeni a PA elnyomja ezeket a reakciókat. Ipari polimerek, azáltal, hogy védi az öregedés ellen, stabilizáló tulajdonságok e termékek időben a bevezetése a polimerek feldolgozási lépések a kis (legfeljebb 5%) kis molekulatömegű adalékanyagok - stabilizátorok. Általános cél a stabilizátor a szórási energiájú molekula, ami a polimer bomlás.
Stabilizátorok, hogy gátolják a lánc a bomlási reakciókat nevezzük inhibitorok. Következésképpen, a gátló-stabilizátor olyan anyag, amely bomlik alkotnak gyökök. A hatékonyság a stabilizátor, annál nagyobb a kevésbé aktív a fejlesztés a láncreakció és stabilabb idején radikális.
Stabilizátorok, kialakulásának megelőzésében oxidatív reakciók polimerek, az úgynevezett antioxidánsok. A hatásmechanizmus antioxidánsok vannak osztva két nagy csoportra. Az első csoportba a szerek (inhibitorok), amelyek reagálnak a szabad gyökök és a polimer a lépésben azok kialakulásának. Ez a csoport magában foglalja a vegyületek a gyakorlatban általánosan használt, alapuló aromás aminok és fenolok elágazó láncú alkil-szubsztituensek. A második csoportba tartoznak az anyagok, amelyek nem képesek alkotó szabad gyökök, de csökkentik bomlása polimer makromolekulák képződött hidroperoxidok. Legutóbbi bizonyos feltételek maguk válnak egy forrása az új szabad gyökök, hogy elmélyítése a fejlesztés a polimer lebomlási reakciók. Anyagok, amelyek elpusztítják a polimer képződése nélkül hidroperoxid gyökök nevezzük megelőző antioxidánsok. Megelőző antioxidánsok közé tartoznak a szulfidok, tiofoszfátokat stb
Elleni hatékony védelem termooxidatív öregedés alkalmazását biztosítja egy pár antioxidánsok eljárva különböző mechanizmusok, kölcsönös megerősítése a stabilizáló hatása a keverék két antioxidáns nevezett szinergizmus.
Sok antioxidánsok aktívak hőmérséklet legfeljebb 280 ° C-on Magasabb hőmérsékleten, a polimerek véd termikus oxidáció fémek, oxidok fémek változó vegyérték. Finom porok ezen adalékanyagok abszorbeál oxigént, és a hő- és oxidációs lebomlás cserélni hő, ami mindig lassabb.
Ahhoz, hogy megvédje a polimerek a fény öregedési fény stabilizátorokat alkalmazunk, amelynek hatása alapul abszorpciós, mint a napfény (UV abszorberek), és a fékezési lebomlási reakciók. Legutóbbi kezdeményezett fényében a polimer, de a fejlett távollétében. A védőhatás az UV elnyelő, hogy mindannyian elnyelt energiát fordítanak a szerkezetátalakítási makromolekulák. Vissza a kiindulási szerkezetnél hővel járó generációs, nem veszélyes sem a polimer.
Az aktív fénystabilizátorok számos ipari polimerek szervetlen pigmentek (TiO2, ZnS), csatorna fekete, rezorcin-származékok, és így tovább. D.
Jelenleg én felhalmozott egy csomó anyagot a mechanizmust az öregedés polimerek, hatékony intézkedéseket átfogó védelmet minden típusú károkat. Annak megítélésekor, a hatékonysága a stabilizátorok véve nemcsak a tevékenységüket kémiai reakciók, hanem a képesség, hogy kombinálható polimerek, a rendelkezésre álló, olcsó és mérgező tulajdonságokkal.
Ahhoz, hogy megvédje a polimert az öregedéstől is megváltoztatásával annak fizikai szerkezetét. Erre a polimert alávetjük egy speciális mechanikai vagy termikus kezelés vagy az adalék vezetünk bele - szerkezetalkotó.