Пластик — это химический продукт, полученный в результате процессов, включающих полимеризацию
Пластик — это химический продукт, полученный в результате процессов, включающих полимеризацию, дистилляцию и смешивание веществ. Поскольку большинство этих материалов подвержены химическим реакциям, при воздействии тепла, влаги и ультрафиолетовых лучей обычно происходит деградация полимера. Чтобы лучше понять деградацию и стабильность полимера, очень важно знать физические и химические свойства. Кроме того, этот процесс может происходить за счет растрескивания под напряжением, радиации, механической, фотохимической, химической или термической реакции.
Что такое деградация полимера и как она происходит?
Несмотря на то, что это нежелательно, процессы деградации полимера являются обычным явлением. Однако знаете ли вы, как это происходит? Это может происходить из-за различных типов химических реакций, таких как сшивание, деполимеризация, расщепление химических связей, окисление и другие. Начало пластической деградации происходит при разрыве ковалентной связи (два атома делят два электрона), образуя свободные радикалы, которые отвечают за непрерывность реакции. Одной из наиболее присутствующих форм в начале этого действия является внешний источник, такой как тепло или солнечное излучение. Агрессивные агенты, которые изменяют физическое поведение, вызывая увеличение или потерю жесткости, изменение внешнего вида и т. д., также могут способствовать деградации. В некоторых случаях это происходит за счет растворения молекул в начале полимеризации или при разрыве связей.
Какие проблемы возникают при деградации полимеров?
Разложение может привести к нескольким негативным последствиям для формованных изделий, как в случае с полимерами. Основными причинами этого являются изменения яркости, визуальных аспектов (например, пожелтение или изменение цвета) и появление пятен. В дополнение к ситуациям, рассмотренным выше, имеет место изменение реологических и механических свойств. Это связано с тем, что расщепление цепей уменьшает молярную массу соединений, снижая механические характеристики и вязкость, поскольку оно также включает сшивание полимера. Другой проблемой является появление трещин, которые могут объединять напряжения и повышать вероятность выхода из строя материалов, используемых в приложениях, требующих хорошего механического запроса. Чтобы лучше понять эти типы деградации полимеров, ознакомьтесь с более подробной информацией, приведенной ниже!
Термическая реакция
В то время как некоторые материалы обладают устойчивостью к температурам выше 2000ºC, компаунды обладают технологической способностью от 100 до 200ºC и более низкими температурами использования. Это связано с тем, что атомы связаны между собой ковалентными связями, в которых энергия диссоциации составляет от 300 до 850 кДж моль-¹.
Фотохимическая реакция
Фотохимическая реакция происходит при участии молекулы в электронном состоянии. Основной причиной этого типа УФ-деградации полимеров является чрезмерное воздействие солнца.
Высокоэнергетическое излучение
Эта реакция происходит в тех случаях, когда полимерные соединения необходимо стерилизовать, например, фармацевтические продукты и больничное оборудование. В этом случае при получении излучения материал приобретает большее поглощение света, разрывая связи углеродных цепей, что снижает сопротивление.
Как определить деградацию полимера?
Лучший способ увеличить время разложения полимера — это правильный выбор используемого материала. Кроме того, добавки для каждого применения требуют внимания, особенно при наличии таких факторов, как солнечная радиация, контакт с другими веществами и тепло. Чтобы облегчить выбор, в химической промышленности используются тесты для анализа поведения и свойств соединения при воздействии на него упомянутых выше воздействий. Эти тесты становятся еще более полезными, когда считается, что эти реакции способствуют разложению полимера. Примером этого является везерометр (тест на ускоренное старение), вариант, который подвергает образцы воздействию различных температур, ультрафиолетового излучения и влажности в течение определенного времени. Это позволяет лучше сравнивать свойства материалов, такие как устойчивость к растяжению, яркость и цвет. Другим тестом, широко используемым для изучения свойств полимеров, является FTIR (инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье), альтернатива, которая позволяет проверять химическое разложение полимеров. Поскольку термическое разложение полимеров вызывает разрыв ковалентных связей, пропорциональное образованию других химических групп, можно проверить содержание этих группировок в процессе. Производитель также может сравнить интенсивность анализируемых образцов.
Общие области применения ПК включают пуленепробиваемые окна, медицинские устройства, защитное оборудование (визоры, очки и экраны), электронику и приложения, требующие прозрачности и устойчивости к разрушению.