Старение полимеров

Старение — пластмасса

Старение пластмасс в различных химических средах изучают на специальных образцах, имеющих форму диска диаметром 50 мм.

Старение пластмасс проявляется в потере свойств с течением времени. Действие температуры, влажности, света, воды, длительное пребывание в атмосферных условиях ускоряют процесс старения пластмасс.

Под старением пластмасс понимают необратимое изменение важнейших эксплуатационных свойств, происходящее в результате сложных химических и физических процессов, развивающихся в материале под влиянием условий испытания или эксплуатации. На практике, как правило, полимерный материал подвергается комплексному воздействию перечисленных факторов.

Стабилизаторы тормозят старение пластмасс, повышают долговечность пластмассовых изделий.

Изменение излучательной способности ксеноновой лампы в аппарате Ксенотест-450.

Для изучения старения пластмасс и других материалов наибольший интерес представляет измерение освещенности.

В почве и морской воде старение пластмасс протекает очень замедленно, что обеспечивает длительный срок службы этого покрытия. Наибольшей прочностью и стойкостью обладают лавсановые, полиамидные и толстые перхлорвиниловые пленки.

Важнейшим из факторов, приводящих к старению пластмасс, является воздействие ультрафиолетовых лучей. Для придания устойчивости против старения применяют химические методы стабилизации путем введения различных добавок.

Стабилизаторы — специальные добавки для замедления процессов старения пластмасс были рассмотрены ранее.

Наилучшими являются следующие три типа ускоренных испытаний на старение пластмасс, предназначенных для электрического применения.

При одновременном действии повышенной температуры и влажности процесс старения пластмасс ускоряется. В пластмассах происходят необратимые процессы, приводящие к резкому снижению их прочности.

В 1960 г. в НИИПМ была организована лаборатория старения пластмасс. Однако работы в этой области были начаты значительно раньше и сводились в основном к испытанию материалов в лабораторных условиях в везерометре и изучению их плеснестойкости. Позднее под руководством П. А. Коробкова проводились испытания пластмасс в различных климатических зонах, д также были начаты работы по оценке стабильности пластмасс в лабораторных условиях.

Противомикробное и противогрибковое средство, используемое для предотвращения старения пластмасс.

Имеющиеся в настоящее время экспериментальные методы ускоренного старения не могут полностью обеспечить воспроизведение естественных условий старения пластмасс.

Помимо веществ, входящих в полимерную композицию, в воду могут переходить также продукты, образовавшиеся в результате старения пластмассы. При исследовании водных вытяжек из нестабилизированного полипропилена, настаиваемых при 60 С, в них были найдены небольшие количества метанола и формальдегида.

Защита полимеров от старения

Поскольку старение многих полимеров протекает в основном по механизму цепных радикальных реакций, то при защите полимеров от старения нужно в первую очередь исходить их таких мер, которые были бы направлены па подавление этих реакций. Промышленным путем защиты полимеров от старения, стабилизации свойств изделий из них во времени является введение в полимеры на стадии переработки малых (до 5%) добавок низкомолекулярных — стабилизаторов. Общее назначение стабилизатора состоит в рассеянии на своих молекулах энергии, которая могла бы привести к разрушению полимера.

Стабилизаторы, подавляющие развитие цепных реакций деструкции, называют ингибиторам. Следовательно, стабилизатор-ингибитор— это вещество, распадающееся с образованием радикалов. Эффективность стабилизатора тем выше, чем менее активен в развитии цепных реакций и более устойчив во времени его радикал.

Стабилизаторы, препятствующие развитию окислительных реакций в полимерах, называют антиоксидантами. По механизму действия антиоксиданты делятся на две большие группы. Первую группу составляют вещества (ингибиторы), которые реагируют со свободными полимерными и радикалами на стадии их образования. К этой группе относятся широко применяемые на практике соединения на основе ароматических аминов и фенолов с разветвленными алкильными заместителями. Ко второй группе относятся вещества, не способные к образованию свободных радикалов, но уменьшающие разложение образующихся в макромолекулах полимерных гидроперекисей. Последние в определенных условиях сами становятся источником новых свободных радикалов, которые углубляют развитие реакций деструкции полимеров. Вещества, разрушающие полимерные гидроперекиси без образования радикалов, называют превентивными антиоксидантами. Превентивными антиоксидантами являются сульфиды, тиофосфаты и др.

READ  Проектирование освещения офисов (часть 1)

Эффективную защиту от термоокислительного старения обеспечивает применение пары антиоксидантов, действующий по разным механизмам, взаимоусиленный стабилизирующий эффект смесью двух антиоксидантов называют синергизмом.

Многие антиоксиданты проявляют активность при температурах, не превышающих 280оС. При более высоких температурах полимеры защищают от термоокисления металлами, оксидами металлов переменной валентности. Тонкодисперсные порошки этих добавок поглощают кислород, и термоокислительная деструкция заменяется термической, которая всегда протекает медленнее.

Для защиты полимеров от светового старения применяют светостабилизаторы, действие которых основано как на поглощении солнечного света (УФ-абсорберы), так и на торможении реакций деструкции.  Последние  инициируются  в  полимере светом, но развиваются в его отсутствие. Защитное действие УФ-абсорберов заключается в том, что вся поглощенная ими энергия расходуется на перестройку макромолекул. Возвращение к начальной структуре сопровождается выделением теплоты, не опасной для полимера.

Активными светостабилизаторами для многих промышленных полимеров являются неорганические пигменты (TiO2, ZnS), канальная сажа, производные резорцина и т. д.

В настоящее время накоплен большой материал по механизму старения полимеров, разработаны эффективные меры комплексной защиты их от всех видов разрушения. При оценке эффективности стабилизаторов учитывают  не только их активность в химических реакциях, но и способность совмещаться с полимерами, доступность, дешевизну и токсические свойства.

Защитить от старения полимер можно также путем изменения его физической структуры. Для этого полимер подвергают специальной механический или термической обработке или вводят в него добавки — структурообразователи.

Рейтинг
( Пока оценок нет )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: