Деструкция полимерных строительных материалов под действием химических агентов - Деструкция полимерных материалов

Реакции расщепления макромолекул полимерных строительных материалов могут происходить под действием различных химических реагентов (кислоты, щелочи и др.), особенно при наличии функциональных групп в цепях. К таким реакциям относятся гидролиз, ацидолиз, аминолиз в целлюлозе, полиэфирах, полиамидах и других полимерах. Эти реакции носят случайный характер и приводят к беспорядочному расщеплению макромолекул полимеров и ухудшению их свойств.

Статистическое рассмотрение беспорядочного расщепления макромолекул под действием, в частности, гидролитических факторов приводит к следующим количественным зависимостям. Степень деструкции б в предположении, что все связи, способные к расщеплению, одинаково реационноспособны, выражается зависимостью

Где Р - число разорвавшихся при гидролизе связей за время ; N0 - число элементарных звеньев в исходной макромолекуле полимера, т. е. число связей способных к расщеплению.

Учитывая, что степень меняется во времени по закону

Где k - константа скорости мономолекулярной реакции расщепления, получаем

Длина полимерной цепи в момент времени t реакции (Nt) равна

Если степень деструкции невелика, т. е. Nt достаточно велико по сравнению с N0, то удается получить простую зависимость для скорости процесса гидролитической деструкции

Зависимость (4.5) трансформируется к виду

Где n0 и nt - начальная и мгновенной (на данный момент времени) концентрации концевых групп. Таким образом, скорость деструкции представляет собой разницу между мгновенной и начальной концентрацией концевых групп в полимере.

Хорошо описывается уравнением (4.6) гидролиз в нейтральной и кислой средах, например, синтетического волокно - и пленкообразующего полимера - полиэтлентерефталата (лавсана) (рис. 4.1). При этом скорость гидролиза пленок из полиэтлентерефталата возрастает с уменьшением толщины пленки (вдвое при уменьшении толщины пленки в 20 раз). Ориентация и кристаллизация полимера приводят к снижению скорости гидролиза вследствие затруднения контакта гидролизующих агентов с плотно упакованными макромолекулами.

Похожие статьи




Деструкция полимерных строительных материалов под действием химических агентов - Деструкция полимерных материалов

Предыдущая | Следующая