Физическая деструкция полимеров
Физическая деструкция менее избирательна, чем химическая, так как энергетические характеристики связей очень близки. Она протекает также по цепному механизму.
При термической деструкции происходит постепенное отщепление мономерных фрагментов – деполимеризация. Особенно легко деполимеризуются полимеры, содержащие четвертичный атом углерода:
Реакции, протекающие при облучении полимеров светом, играют большую роль в процессах старения полимеров и часто определяют срок службы природных и синтетических волокон, изделий из резины и пластических масс, лакокрасочных покрытий.
Действие на полимерные материалы так называемой светопогоды является результатом сложных процессов фотохимической деструкции, гидролиза, окисления с участием влаги и кислорода воздуха, активированных солнечной энергией. Это радикальные цепные процессы, в результате которых меняется молекулярная масса, состав, а иногда и строение полимера.
Под влиянием ионизирующих излучений полимеры претерпевают глубокие химические и структурные изменения. Регулируя интенсивность облучения, можно изменять свойства полимеров в заданном направлении. Такая обработка некоторых полимеров уже применяется в промышленности. Облученный полиэтилен обладает очень высокой термостойкостью, химической стойкостью и другими ценными свойствами.
Измельчение твердых полимеров, вальцевание, продавливание вязких растворов через капиллярные отверстия и др. широко используются в промышленности, перерабатывающей полимерные материалы. При деформации в полимерах протекают механохимические процессы, которые приводят к изменению структуры и свойств полимеров. Они вызывают явление утомления.
Изучение процессов, связанных со старением полимеров, утомлением, деструкцией, приводящих не только к ухудшению свойств полимеров и изделий на их основе, но также влияющих на экологию окружающей среды, является необходимым для разработки средств их защиты, продления жизни и безопасности эксплуатации.
Добавки, снижающие скорость старения полимеров
С целью предупреждения или замедления старения полимеров к ним добавляют различные стабилизаторы и ингибиторы.
Антиоксиданты – ингибиторы термоокислительной деструкции полимеров, протекающей по цепному радикальному механизму. Действие антиоксидантов направлено на разрушение перекисей, образующихся при окислении. В качестве антиоксидантов применяются ароматические амины (Ar-NH₂), алкилфенолы (R-Ar-OH) и другие аналогичные соединения с подвижным атомом водорода и разветвленной системой сопряжения.
Фотостабилизаторы повышают устойчивость полимеров к фотохимической деструкции. Они способны преобразовывать поглощаемую ими световую энергию, при этом излучаемая ими энергия должна быть меньше поглощаемой и безопасной для полимера. Такими фотостабилизаторами, заранее вводимыми в полимер, могут быть:
|
|
производные оксибензофенона |
эфиры салициловой кислоты |
Антирады замедляют старение полимеров под влиянием радиоактивных излучений. Это, в основном, ароматические соединения с конденсированными ядрами:
Антипирены применяются для предотвращения или снижения горючести. Такими свойствами обладают бромсодержащие органические соединения:
гексабромбензол |
декабромдифенил |
,