Ние сме в контакт с пластмаси или други полимери, и често чуваме за антиоксиданти. Също така може да се разбере, че антиоксиданти се използват за анти-окисляване и против стареене, но вероятно повечето от тях не разбират механизма. Днес ще научим причините, механизмите и решенията на стареенето на полимерните материали.
Какво е окисление?
Окислението в тесен смисъл се отнася до химическата реакция между кислородите и други материални елементи. Също така е важен процес на химическа единица. В широк смисъл, окислението се отнася до процеса наМатерияLелектронова загуба (увеличаване на броя на окисляване).
Популярно обяснение: пожълтяване, стареене, втвърдяване, размекване, омекотяване, тъпотии, ръжда и други явления, причинени от вятър, дъжд, кислород във въздуха, водна таратаиеевена вода и ерозия на вятъра може да бъде грубо класифицирана като окисление.
Най-добрият пример е, че ябълката след рязане е изложена на въздуха за определен период от време и постепенно става жълта.
Всъщност, не само ябълките ще бъдат окислени, но и кожата ни. Пластмасовите продукти и полимери ще бъдат окислени и остарявани!
Стареенето е универсален процес в природата. Най-често срещаният процес около нас е процесът на живот от раждането, растежа и стареенето, който е най-типичният процес на стареене.
Полимерът е същият. В процеса на преработка и използване, поради всеобхватния ефект на топлина, кислород, вода, светлина, микроорганизъм, химична среда и други фактори на околната среда, химичният състав и структурата на полимерните материали ще претърпят серия от промени и физични свойства съответно ще се влошат, като втвърдяване, вискозитет, измятане, обезцветяване, загуба на сила и т.н. Тези промени и явления се наричат стареене.
Какви са недостатъците на молекулярното полимерно стареене?
1. Намаляване на механичните свойства
2. Промяна на цвета
3. Намаляване на прозрачността
4. Пожълтяване и стареене
5. Лудост
6. Мирис (алкохоли, алдехиди, кетони)·············
Полимерно стареене, какви фактори са виновни?
1. Полимерна структура: структурата на двойната връзка и бензенови пръстенне не е достатъчно стабилна, което е лесно да се доведе до полимерно разграждане и пожълтяване
2. Остатъчните примеси в полимерния синтез: пероксидите и металните йони водят до полимерно разграждане и пожълтяване
3. Кислород (въздух): наличието на кислород и озон причинява разграждането на полимерите
4. Енергия: механично напрежение, топлина, UV
5. Замърсяване на въздуха: NOx, Sox
6. Вода, влажност: може да доведе до разтваряне и утаяване; биология: разграждане, причинено от биологичен ензим
Защо полимерите отлежават?
Полимерът ще образува развълнувани молекули в състояние под действието на топлина или светлина. Когато енергията е достатъчно висока, молекулярната верига ще се скъса, за да образува свободни радикали, които могат да образуват верижна реакция в полимера, продължават да причиняват разграждане, и може също да причини кръстосано свързване.
Виновник: свободните радикали R·
Ако има кислород или озон в околната среда, ще се предизвикат редица окислителни реакции, които образуват хидропероксидите (ROOH) и допълнително се разграждат на карбонили.
Ако в полимера има остатъчни катализаторни метални йони или метални йони като мед, желязо, манган, кобалт и т.н. се въвеждат в полимера по време на обработката и употребата, окислителното разграждане на полимера ще се ускори.
