Aldring av polymermaterialer

Polymere materialer er mye brukt i industrien i form av belegg og hele deler. De viser til solide elektriske isolasjonsmaterialer… Mange varianter av polymerer er utviklet, men de lider alle av uønskede aldringsprosesser som forringer deres holdbarhet, utseende og styrke. Aldring endrer strukturen og den kjemiske sammensetningen til polymere materialer.

Aldring av polymerer kan oppstå som et resultat av ulike faktorer:

• lys (ultrafiolett stråling);

• luft (ozon og oksygen);

• temperatur (høy eller lav, så vel som dens forskjeller);

• fuktighet;

• mekaniske belastninger (slitasje, kompresjon og spenning, middels trykk);

• eksponering for aggressive miljøer (syrer og baser);

• eksponering for mikroorganismer;

• fra påvirkning av flere av de ovennevnte faktorene.

Polymerer er forbindelser med høy molekylvekt, og aldringsmekanismen skyldes hovedsakelig prosessen med ødeleggelse av makromolekylære kjeder.

Det er to typer ødeleggelse - kaotisk og kjede.Ved tilfeldig ødeleggelse skjer ruptur av makromolekyler og dannelse av stabile forbindelser med redusert molekylvekt i henhold til en tilfeldig lov. I henhold til denne mekanismen skyldes den kjemiske ødeleggelsen av polymerer virkningen av syrer, baser og reagenser.

Ødeleggelsen av kjeden fører til flere handlinger av desintegrasjon av molekylene i henhold til visse prosesser, en slik mekanisme for polymeraldring utløses vanligvis av påvirkning av høy energi (temperatur, lys og stråling).

Studiet av problemet med aldring av polymerer er komplisert av det faktum at deres natur og struktur er forskjellige, henholdsvis prosessene for ødeleggelse av molekylkjeder er forskjellige. Det finnes heller ingen metoder for multifaktoriell regnskapsføring av miljøforhold som fører til aldring.

Som kriterier som karakteriserer motstanden til polymermaterialer mot aldring, brukes driftskonseptene (bevaring av polymeregenskaper som garanterer produktets brukbarhet) og bevaringsperioden for driftsegenskaper.

Det er 3 metoder for å beskytte polymerer mot aldring:

1) aktiv beskyttelse,

2) passiv beskyttelse,

3) kombinert.

Aktiv beskyttelse av polymerer betyr å redusere virkningen av aldringsfaktorer. Passive metoder inkluderer ulike måter å øke stabiliteten til polymerer ved å bruke stabilisatortilsetningsstoffer, frie radikaler, rensemidler for aktive aldringsprodukter, lysstabilisatorer, antioksidanter, antiozonanter, flammehemmere, antiradikaler, antistrålingsmidler under mekanisk stress, inhibitorer av korrosjon og biocider med stabilisering Egenskaper.Det brukes også beskyttende belegg, som er mer motstandsdyktig mot aldring enn det grunnleggende polymermaterialet.

De enkleste lysstabilisatorene til polymerer er jernoksid (innhold opptil 1 %), kjønrøk, ftalocyanin (opptil 0,1 %) og nikkelkompleksforbindelser.

Antioksidantstabilisatorer er av to typer: forhindrer nedbrytning av hydroperoksider og bryter kjeden av oksidative kjemiske reaksjoner.

Blant antioksidantene som stopper ødeleggelsen, kan det isoleres antioksidanter av fenol- og amintypen, samt merkaptaner, sulfider og tiofosfater. Innføringen av begge typer antioksidanter i polymeren forsterker antialdringseffekten.

Vanligvis produserer også produsenter av polymermaterialer ulike typer stabilisatorer Følgende materialer kan skilles fra utenlandske produsenter av råvarer: Arkema, Frankrike (Thermolite), Baerlocher, Tyskland (stabilisatorer basert på CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, USA (flammehemmende HBCD, Firemaster, PVC-stabilisatorer Mark, Lowilite, inhibitorer Naugard 300-E, antioksidanter Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Sveits (antioksidant IRGANOX, stabilisator IRGAFOS), PVC-stabilisatorer fra det tyske selskapet Ika, etc.