Polimer anyagok öregedése

A polimer anyagokat széles körben használják az iparban bevonatok és egész alkatrészek formájában. hivatkoznak szilárd elektromos szigetelő anyagok… Sokféle polimert fejlesztettek ki, de mindegyik szenved olyan nemkívánatos öregedési folyamatoktól, amelyek rontják a tartósságukat, megjelenésüket és szilárdságukat. Az öregedés megváltoztatja a polimer anyagok szerkezetét és kémiai összetételét.

A polimerek öregedése különböző tényezők hatására következhet be:

• fény (ultraibolya sugárzás);

• levegő (ózon és oxigén);

• hőmérséklet (magas vagy alacsony, valamint annak különbségei);

• nedvesség;

• mechanikai terhelések (kopás, nyomás és feszültség, közepes nyomás);

• agresszív környezetnek való kitettség (savak és bázisok);

• mikroorganizmusoknak való kitettség;

• a fenti tényezők közül több befolyásától.

A polimerek nagy molekulatömegű vegyületek, öregedésük mechanizmusa főként a makromolekuláris láncok lebomlásának folyamatából adódik.

Kétféle pusztítás létezik - kaotikus és láncos.Véletlenszerű pusztulás esetén a makromolekulák felszakadása és csökkent molekulatömegű stabil vegyületek képződése véletlenszerű törvény szerint történik. E mechanizmus szerint a polimerek kémiai tönkremenetele savak, bázisok és reagensek hatására következik be.

A lánc megsemmisülése a molekulák több széteséséhez vezet bizonyos folyamatok szerint, a polimer öregedés ilyen mechanizmusát általában a nagy energia (hőmérséklet, fény és sugárzás) hatására váltják ki.

A polimerek öregedésének problémájának tanulmányozását bonyolítja, hogy természetük és szerkezetük eltérő, illetve a molekulaláncok lebontási folyamatai eltérőek. Nincsenek módszerek az öregedéshez vezető környezeti feltételek többtényezős elszámolására sem.

A polimer anyagok öregedéssel szembeni ellenálló képességét jellemző kritériumként a működési koncepciót (a termék használhatóságát garantáló polimer tulajdonságok megőrzése) és az üzemi tulajdonságok megőrzésének időtartamát használják.

Három módszer létezik a polimerek öregedés elleni védelmére:

1) aktív védelem,

2) passzív védelem,

3) kombinálva.

A polimerek aktív védelme az öregedési tényezők hatásának csökkentését jelenti. A passzív módszerek közé tartoznak a polimerek stabilitásának növelésének különféle módjai stabilizáló adalékok, szabadgyökfogók, aktív öregedésgátló termékek, fénystabilizátorok, antioxidánsok, antiozonánsok, égésgátlók, gyökök elleni szerek, mechanikai igénybevételnek kitett sugárzás elleni szerek, korróziógátlók és stabilizáló biocidek felhasználásával. Tulajdonságok.Ezenkívül védőbevonatokat is alkalmaznak, amelyek jobban ellenállnak az öregedésnek, mint az alap polimer anyag.

A polimerek legegyszerűbb fénystabilizátorai a vas-oxid (maximum 1%), a korom, a ftalocianin (legfeljebb 0,1%) és a nikkel komplex vegyületek.

Az antioxidáns stabilizátoroknak két típusa van: megakadályozzák a hidroperoxidok bomlását és megszakítják az oxidatív kémiai reakciók láncát.

A pusztulást gátló antioxidánsok közül fenolos és amin típusú antioxidánsok, valamint merkaptánok, szulfidok és tiofoszfátok különíthetők el. Mindkét típusú antioxidáns bevitele a polimerbe fokozza az öregedésgátló hatást.

Általában a polimer anyagok gyártói is gyártanak különféle stabilizátorokat.A külföldi alapanyaggyártóktól a következő anyagok különböztethetők meg: Arkema, Franciaország (Thermolite), Baerlocher, Németország (CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn alapú stabilizátorok) , Chemtura, USA (égésgátló HBCD, Firemaster, PVC stabilizátorok Mark, Lowilite, inhibitorok Naugard 300-E, antioxidánsok Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Svájc (antioxidáns IRGANOX, stabilizátor IRGAFOS), a német Ika cég PVC stabilizátorai, stb.