Деструкция. Основные стадии - Деструкция полимерных материалов

Деструкция полимерных строительных материалов (от лат. destructio - разрушение), общее название процессов, протекающих с разрывом химических связей в макромолекулах и приводящих к уменьшению степени полимеризации или молярной массы полимера. В зависимости от места разрыва химических связей различают деструкцию в основной и боковых цепях полимера. Деструкция в основной цепи может протекать по закону случая (равновероятный разрыв химической связи в любом месте микромолекулы) и как деполимеризация (отщепление мономерных звеньев с концов полимерной цепи). При деструкции по закону случая среднечисловая мол. масса связана с числом разрывов цепи Ns соотношением:

Где и - среднечисловые молярные массы соотв. исходного полимера и в момент времени t. Деструкции принято классифицировать по внешним факторам (тепло, ионизирующая радиация, механические напряжения, свет, О2, влага и другие), вызывающим ее, на термическую, радиационную, механическую и другие. Часто причиной деструкции полимеров является одновременное действие несколько факторов, напряжение, тепло и О2 приводят к термоокислительной деструкции. Нередко всю сумму превращений, происходящих в полимере под действием внешних факторов, называется деструкцией.

Деструкция - одна из причин старения полимеров. Как правило, она является цепным процессом и включает следующие основные стадии: 1) инициирование (образование активных центров деструкции); 2) продолжение, или развитие, цепи (совокупность реакций с участием активных центров, приводящих к изменению химической структуры и физических свойств полимера); 3) обрыв кинетической цепи (процессы дезактивации активных центров). Термическая деструкция (под действием высоких температур в отсутствие О2 и других факторов) в зависимости от типа полимера происходит с заметной скоростью выше 230-430 °С. Процесс в большинстве случаев протекает по радикально-цепному механизму. Основные стадии его можно рассмотреть на примере полиэтилена. Инициирование (самая медленная стадия) осуществляется в результате термического распада макромолекулы с образованием макрорадикалов:

Развитие цепи включает изомеризацию радикалов (уравнение 1.1), отщепление молекул мономера (1.2) или высших олефинов (1.3), передачу цепи на соседние макромолекулы (реакция + R'H : RH + ) и разрыв макромолекулы (1.4):

Обрыв цепи происходит при взаимодействии двух радикалов:

Похожие статьи




Деструкция. Основные стадии - Деструкция полимерных материалов

Предыдущая | Следующая