Ældning af polymere materialer

Polymere materialer er meget udbredt i industrien i form af belægninger og hele dele. De henviser til solide elektriske isoleringsmaterialer… Mange varianter af polymerer er blevet udviklet, men de lider alle af uønskede ældningsprocesser, der forringer deres holdbarhed, udseende og styrke. Aldring ændrer strukturen og den kemiske sammensætning af polymere materialer.

Ældning af polymerer kan opstå som et resultat af forskellige faktorer:

• lys (ultraviolet stråling);

• luft (ozon og oxygen);

• temperatur (høj eller lav, såvel som dens forskelle);

• fugtighed;

• mekaniske belastninger (slid, kompression og spænding, medium tryk);

• eksponering for aggressive miljøer (syrer og baser);

• eksponering for mikroorganismer;

• påvirkning af flere af ovenstående faktorer.

Polymerer er forbindelser med høj molekylvægt, og mekanismen for deres aldring skyldes hovedsageligt processen med ødelæggelse af makromolekylære kæder.

Der er to typer ødelæggelse - kaotisk og kæde.I tilfælde af tilfældig destruktion sker brud af makromolekyler og dannelse af stabile forbindelser med reduceret molekylvægt ifølge en tilfældig lov. Ifølge denne mekanisme skyldes den kemiske ødelæggelse af polymerer virkningen af ​​syrer, baser og reagenser.

Ødelæggelsen af ​​kæden fører til flere handlinger af disintegration af molekylerne i henhold til visse processer, en sådan mekanisme for polymeraldring udløses normalt af påvirkning af høj energi (temperatur, lys og stråling).

Undersøgelsen af ​​problemet med aldring af polymerer er kompliceret af det faktum, at deres natur og struktur er forskellige, henholdsvis processerne til ødelæggelse af molekylære kæder er forskellige. Der er heller ingen metoder til multifaktoriel opgørelse af miljøforhold, der fører til aldring.

Som kriterier, der karakteriserer polymermaterialers modstandsdygtighed over for ældning, anvendes driftskoncepterne (bevarelse af polymeregenskaber, der garanterer produktets brugbarhed) og bevaringsperioden for driftsegenskaber.

Der er 3 metoder til at beskytte polymerer mod aldring:

1) aktiv beskyttelse,

2) passiv beskyttelse,

3) kombineret.

Aktiv beskyttelse af polymerer betyder at reducere virkningen af ​​ældningsfaktorer. Passive metoder omfatter forskellige måder at øge stabiliteten af ​​polymerer ved at bruge stabilisatortilsætningsstoffer, frie radikaler, rensemidler for aktive ældningsprodukter, lysstabilisatorer, antioxidanter, antiozonanter, flammehæmmere, antiradikaler, antistrålingsmidler under mekanisk stress, inhibitorer af korrosion og biocider med stabilisering Ejendomme.Der anvendes også beskyttende belægninger, som er mere modstandsdygtige over for ældning end det grundlæggende polymermateriale.

De enkleste lysstabilisatorer af polymerer er jernoxid (indhold op til 1%), kønrøg, phthalocyanin (op til 0,1%) og nikkelkompleksforbindelser.

Antioxidantstabilisatorer er af to typer: forhindre nedbrydning af hydroperoxider og bryde kæden af ​​oxidative kemiske reaktioner.

Blandt de antioxidanter, der stopper ødelæggelsen, kan der isoleres antioxidanter af phenol- og amintypen samt mercaptaner, sulfider og thiophosphater. Introduktionen af ​​begge typer antioxidanter i polymeren forstærker anti-aldringseffekten.

Normalt producerer producenter af polymermaterialer også forskellige typer stabilisatorer Følgende materialer kan skelnes fra udenlandske producenter af råmaterialer: Arkema, Frankrig (Thermolite), Baerlocher, Tyskland (stabilisatorer baseret på CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, USA (flammehæmmende HBCD, Firemaster, PVC-stabilisatorer Mark, Lowilite, inhibitorer Naugard 300-E, antioxidanter Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Schweiz (antioxidant IRGANOX, stabilisator IRGAFOS), PVC-stabilisatorer fra det tyske firma Ika, etc.