химический каталог




СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ

Автор Химическая энциклопедия г.р. Н.С.Зефиров

СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ, совокупность физических-химический процессов, протекающих в полимерном материале при хранении, переработке и эксплуатации и приводящих к изменению его свойств. В зависимости от того, какие процессы преобладают, различают химическое и физическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп.

Химическая превращения обычно протекают по механизму цепных реакций с образованием активных центров-свободный радикалов, ионов, электронно-возбужденных частиц-и включают три основные стадии: инициирование (образование активных центров), развитие процесса, гибель активных центров (см. Деструкция полимеров). Наиб. распространенные типы химический превращений при СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п.- это процессы, приводящие к изменению ММР (разрыв химических связей, сшивание, доотверждение), полимераналогичные превращения, окисление. Изменение состава полимера при химическом СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. может приводить к образованию существенно неравновесных структур, росту локальных напряжений, образованию трещин и т. п.

К физическому СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. относятся процессы переноса вещества через полимерный материал и перестройка его структуры (в частности, кристаллизация), вызываемая релаксац. процессами и изменением состава на локальном уровне. Перенос вещества в полимерном материале сопровождается сорбцией диффундирующих веществ в различные структурах материала, десорбцией из материала практически важных примесей (красителей, стабилизаторов, пластификаторов), что приводит к изменению его механические сз-в, плотности, объема, возникновению механические напряжений.

Полимерные материалы часто обладают термодинамически неравновесной структурой, поэтому даже в отсутствие химический превращений в них протекают релаксац. процессы, представляющие собой чисто физическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп., сопровождающееся изменением локальных надмолекулярных струк тур, степени кристалличности и т. п. В сложных полимерных материалах (композиты, лакокрасочные покрытия, ткани) физическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п. вызывает перераспределение компонентов, изменяет прочность адгезионных связей между макроско-пич. составляющими.

Механизм процессов, протекающих при СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п., определяет изменение во времени t показателя У макрохжопич. свойства материала в зависимости от условия X: Y=f(X,t), где f(X,t)называют функцией старения. Причем на локальном уровне показатели X условий СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. могут существенно отличаться от показателей условий внешний среды. Например, температура поверхности материала, нагреваемого солнцем, значительно выше температуры окружающего воздуха.

Протекающее во времени СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п. определяет изменение свойств материала при изменении условий, которые связаны с действием многочисленных внешний и внутр. факторов. Последние обусловлены самим материалом (в частности, качеством исходных компонентов), его свойствами, структурой и технологией получения. Например, режим отверждения композиц. материалов может не влиять на их исходные свойства, но резко изменяет их устойчивость к действию влаги.

Большую роль при СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. играют внешний факторы-температура, свет, ионизирующее излучение, механические воздействие, химически и биологически агрессивные среды. В зависимости от того, какой из факторов преобладает, различают термическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп., световое, или фотостарение, радиационное СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп., механические и химический деструкцию, биологическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п. Особо следует отметить СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. под действием широко распространенных комплексов внешний факторов, таких, как климат (климатическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п.), космос, а также сочетание любых видов СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п. с окислением кислородом воздуха (например, термоокислительное и фо-тоокислительное СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп.). Выделяют также спец. виды СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. в условиях переработки, истирания, абляции, хранения, транспортирования и т. п.

Термическое СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. обусловлено нагреванием полимера в отсутствие О2 или др. агрессивных сред. Оно приводит к разрыву макромолекул (прежде всего по слабым связям), разрушению боковых групп, дегидратации, дегидрохлори-рованию и т. д. Процесс часто сопровождается деполимеризацией; при этом вследствие изомеризации макрорадикалов наряду с мономерами могут образовываться и др. низко-мол. вещества.

При световом СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. протекают фотохимический реакции, приводящие к увеличению скорости образования свободный радикалов (главным образом в результате фотораспада пероксидных соединений) и к изменению состава образующихся продуктов.

При механические воздействии из-за неравномерного распределения напряжения по отдельным химический связям в полимере происходит разрыв тех из них, которые испытывают нагрузки, близкие к их предельной прочности (см. Механохимия). Мех. напряжения может быть следствием не только внешний воздействия, но и возникать в материале в ходе его изготовления и последующей использования.

Большой урон наносит СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. под воздействием агрессивных сред: а) кислорода, окисляющего полимеры; б) воды, приводящей к химический превращениям материала и к обратимым и необратимым изменениям его физических свойств; в) озона, в значительной мере определяющего поверхностное СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. с двойными связями; г) кислот и оснований, вызывающих, в частности, гидролиз эфирных и амидных связей.

При биологическом СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ п. агрессивность внешний среды проявляется в обрастании полимеров грибами, бактериями и др. микро- и макроорганизмами (в том числе в водных средах), а также в воздействии химически активных веществ (ферменты, ионы), выделяемых живыми организмами. Таким эффектам подвергаются, например, полимерные материалы, введенные в живой организм для лечения или протезирования.

Для уменьшения или устранения вредного влияния СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. применяют различные способы стабилизации полимеров.

В исследоват. целях СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВп. проводят в искусств. условиях, имитирующих условия эксплуатации или ускоренных и форсированных испытаний, а также позволяющих получить количественное информацию об отдельных стадиях процесса, установить достоверность представлений о его механизме и об изменении во времени практически важных свойств.

Литература см. при ст. Деструкция полимеров. О. Н. Карпухин.

Химическая энциклопедия. Том 4 >> К списку статей


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]    [обратная связь]

 

 

Реклама
банк наложил арест на автомобиль
курсы 1 с бухгалтерия в москве
купит сигнализацию на авто дешево
гидроскутер купить

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(09.12.2016)