Защита полимерных строительных материалов от старения - Деструкция полимерных материалов
Проблема защиты полимерных строительных материалов от старения является комплексной и должна учитывать все перечисленные факторы, приводящие к потере полимерными материалами эксплуатационных характеристик.
Поскольку главными деструктирующими факторами воздействия на полимеры являются термоокислительные процессы при одновременном воздействии света, приводящие к цепным радикальным реакциям, меры защиты должны быть направлены на подавление этих процессов. Прежде всего, следует сказать, что для защиты полимерных материалов от вредного воздействия кислорода и стабилизации их свойств во времени, можно использовать малые добавки низкомолекулярных веществ, которые могут прерывать развитие цепных реакций окисления. Такие вещества называют ингибиторами цепных реакций, а в нашем конкретном случае стабилизаторами или противостарителями. Вещества, препятствующие процессу окисления называют также антиоксидантами.
По механизму действия антиоксиданты делятся на две большие группы. К первой относятся вещества, обрывающие окислительную цепь реакций (ингибиторы), реагирующие со свободными радикалами на стадии их образования. К таким веществам в первую очередь относятся антиоксиданты аминного и фенольного типа.
Ингибиторы увеличивают длину индукционного периода окисления на кинетической кривой (рис.5.1). После исчерпания ингибитора процесс окисления продолжается.
Ко второй группе относятся вещества, предотвращающие разложение гидроперекисей по радикальному механизму, т. е. разрушающие гидроперекиси до неактивных для развития окислительной цепи продуктов. Это так называемые антиоксиданты превентивного действия, к ним относятся сульфиды, меркаптамы, тиофосфаты, соли диалкилдитиокарбаминовых кислот.
Защитное действие антиоксидантов, которое характеризуется величиной индукционного периода на кривой поглощения кислорода при заданной температуре, зависит от количества примененного антиоксиданта. Существует критическая его в полимере, ниже которой защитное действие не проявляется, и оптимальная концентрация, при которой индукционный период имеет наибольшую длину (рис. 5.2).
Антиоксиданты превентивного действия, например тиофосфаты, обычно не влияют на длину индукционного периода, но сильно снижают скорость присоединения кислорода к полимеру в главном периоде процесса.
Чрезвычайно важным в практическом отношении является синергизм, т. е. взаимоусиление, действия смеси двух антиоксидантов первой и второй групп.
Если применить два слабых антиоксиданта из этих групп раздельно, то величина индукционного периода будет невелика. Если же применить их смесь, общая концентрация которой в полимере будет постоянна, то наблюдается увеличение индукционного периода по сравнению с аддитивной величиной, которое имеет резкий максимум при близких молярных концентрациях этих антиоксидантов (рис. 5.3).
В общем, проблема стабилизации полимеров является сложной и многоплановой, требующей учета множества факторов. Теоретические и практические наработки сегодняшнего дня позволили разработать эффективные методы комплексной стабилизации различных классов полимеров. При этом оценка эффективности противостарителей осуществляется не только по активности в химических реакциях, но и по растворимости в полимере, летучести, термостабильности и другим факторам. Полиэтилен, например, хорошо защищается от термоокислительной деструкции в присутствии небольших количеств (0,01 %) фенольных или аминных антиоксидантов. Для защиты полиэтиленовых пленок от действия ультрафиолетовых лучей применяют бис-феноны.
Применяемые в качестве волокнообразующих полимеров гетероцепные полиамиды и полиэфиры, хотя и относительно более устойчивы к старению, чем углеводородные полимеры, также требуют стабилизации. Они весьма чувствительны у ультрафиолетовому свету, хотя достаточно термостойки. В качестве стабилизаторов здесь применяют диариламины и аминокетоны. Так, введение в капроновые волокна стабилизатора N, N'-ди-в-нафтил-пара-фенилендиамина способствует значительно большему сохранению их прочности при нагревании (рис. 5.4).
Значительно более стойкими к солнечному свету являются полиэфиры и волокна и пленки из них. Для полиэтилентерефталата (лавсан) актуально погашение термоокислительных деструкционных процессов. Для лавсановых волокон применяют антиоксиданты, обрывающие окислительные цепи (бис-фенолы, ароматические амины).
Похожие статьи
-
Деструкция. Основные стадии - Деструкция полимерных материалов
Деструкция полимерных строительных материалов (от лат. destructio - разрушение), общее название процессов, протекающих с разрывом химических связей в...
-
Реакции расщепления макромолекул полимерных строительных материалов могут происходить под действием различных химических реагентов (кислоты, щелочи и...
-
Деструкция полимерных строительных материалов может вызываться такими физическими факторами, как свет, радиационное излучение, ультразвук и т. д. а также...
-
Введение - Деструкция полимерных материалов
Деструкция полимерный строительный химический Проблема старения полимерных строительных материалов и их стабилизации составляет большой раздел...
-
Пожар в салоне пассажирского самолета может привести к очень печальным последствиям и большим жертвам. Не лучше ситуация и при пожаре в салоне...
-
Основной метод снижения скорости гидролиза - затруднение доставки агрессивной среды (вода, основания, кислоты, соли) в полимерную матрицу....
-
Фотодеструкция полимеров, Радиационная деструкция - Деструкция полимерных материалов
Под действием света в полимере происходят разнообразные превращения, которые, в конечном счете, приводят к его разрушению. Защитить полимер от света...
-
Важнейшие строительные материалы и их соединения - Химия в строительстве
Большинство строительных материалов представляют собой смеси разнообразных химических соединений, которые, в свою очередь, состоят из химических...
-
Термическая деструкция (пиролиз) Пиролизом называется термический распад полимера при высоких температурах. Термический распад полимера может начинаться...
-
МАТЕРИАЛЫ ДЛЯ ПОЛИМЕРНЫХ МЕМБРАН - Полимеры в мембранах
Основными материалами для изготовления плоских полимерных мембран являются: ацетаты целлюлозы, ароматические полиамиды, полисульфонамид, полиэфирсульфон,...
-
Смеси полимеров - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
Полимеры смешивают для получения полимерных материалов с новыми улучшенными свойствами и расширения ассортимента полимерных материалов. Благодаря...
-
Здесь следует подчеркнуть, что вторичной переработке могут быть подвергнуты только ТПО из термопластичных синтетических материалов, т. е. материалов,...
-
Композиции с дисперсными наполнителями - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
Сочетание полимеров с наполнителями позволяет получать материалы с совершенно новыми эксплуатационными свойствами. Наполнители способны оказывать...
-
Газонаполненные полимеры (пенопласты) - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
В настоящее время трудно найти полимер, на основе которого невозможно было бы получить пенопласт. Самые различные виды пенопластов получают на основе...
-
Полимеры с волокнистыми наполнителями - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
Главная цель наполнения полимеров волокнами - это получение сверхпрочных и легких материалов. Удельная прочность (отношение разрывной прочности к...
-
Для того чтобы рассуждать о полимерных композиционных материалах, прежде всего, необходимо определить, что понимается под этим термином. Однако точного и...
-
Формы связи влаги с материалом - Физико-химические основы горения
Химическая связь. (вода связывается с материалом в строгих соотношениях). Она бывает ионная (в гидрооксидах) и молекулярная (в кристаллогидратах). В...
-
Свойства и важнейшие характеристики. - Полимерные соединения
Линейные полимеры обладают специфическим комплексом физико-химических и механических свойств. Важнейшие из этих свойств: способность образовывать...
-
Защита окружающей среды от загрязнений - Химия в строительстве
Загрязнение окружающей среды - это загрязнение воздуха, воды и земли вредными или токсичными веществами неестественного происхождения. Шум и излучения...
-
Заключение, Список литературы - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
Таким образом, современная наука о полимерах позволяет конструировать на их основе материалы с заданными свойствами, отличающимися на несколько порядков....
-
Существует несколько видов классификации полимерных композиционных материалов, в основу которых положены различные признаки. Однако из-за многообразия...
-
Современная техника не может обойтись без узлов трения, в которых необходимы низкая сила трения и высокая устойчивость к истиранию. К таким узлам...
-
История создания композиционных материалов - Понятие и свойства полимерных композиционных материалов
Общепризнанно, что уровень развития техники в значительной степени определяется наличием необходимых материалов. Наиболее наглядно это можно проследить...
-
Интерес к ПМОС в немалой степени был вызван рядом практически полезных свойств, которыми они обладают: высокая термическая и термоокислительная...
-
Элементы теории магнетизма. Доменная структура и петля гистерезиса (ферро, ферри-, антиферромагнетики). Важнейшие типы магнитомягких и магнитожестких...
-
Основные способы защиты металлов от химической и электрохимической коррозии - Химическая коррозия
Коррозию металлов можно затормозить изменением потенциала металла, пассивацией металла, снижением концентрации окислителя, изоляцией поверхности металла...
-
МОС несомненно интересны в плане создания полимерных нанокомпозитов, представляющих собой полимерную матрицу с диспергированными в ней нанометровыми...
-
Синтез полимеров - Полимеры и материалы на их основе
Полимеры получают методами полимеризации или поликонденсации. Полимеризация (полиприсоединение). Это реакция образования полимеров путем...
-
Электрохимическая защита, Силикатные покрытия - Коррозия металлов
В производственных условиях используют также электрохимический способ - обработку изделий переменным током в растворе фосфата цинка при плотности тока 4...
-
Получение нанокомпозитов через аэрогели - Получение композиционных материалов
Композитные материалы получают путем объединения двух различных материалов. В общем, создание композитов используется для того, чтобы использовать...
-
Резиновые материалы - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Резиновые материалы представляют собой сложную смесь разнообразных компонентов, основным из которых является продукт вулканизации каучука. Резиновые...
-
Пожары и взрывы причиняют значительный материальный ущерб, в ряде случаев вызывают тяжелые травмы и гибель людей. Ущерб от пожаров и взрывов в...
-
Методы защиты бетона от коррозии - Основы химии
Для защиты бетона и повышения его долговечности вам следует применять первичную и вторичную защиту. К методам первичной защиты относится введение...
-
Технология получения стекла Технология получения стекла состоит из двух производственных циклов. Цикл технологии стекломассы включает операции: А)...
-
Химический высокомолекулярный пластмасса Пластическими массами называют материалы, основу которых составляют полимеры, находящиеся в период формирования...
-
Магниды - Магний и его сплавы. Резиновые материалы. Быстрорежущая сталь
Кристаллические структуры магнидов, по сравнению со многими системами на основании других металлов, значительно различаются между собой. В первом...
-
Введение, Гомогенный и гетерогенный катализ - Гомогенный и гетерогенный катализ
Химические реакции протекают с различными скоростями. Некоторые из них полностью заканчиваются за малые доли секунды, другие осуществляются за минуты,...
-
Характеристика природных и синтетических антиокислителей. Механизм их воздействия Предохранение жиров от порчи имеет важное биологическое и экономическое...
-
Вторичные антиоксиданты. - Фенолформальдегидная смола. Антиоксиданты
Взаимодействуют с гидропероксидами и разрушают их без образования активных радикалов. Образующиеся продукты должны обладать очень низкой реакционной...
-
ЖЦОК+ЦПВ+AgNO3=Кр+ Ag?+ H+ В мерную колбу емкостью 50 мл помещаем раствор ЦОК (пурпурный) в количестве 10 мл, ЦПВ - 10 мл, Na2CO3- 1 мл, для...
Защита полимерных строительных материалов от старения - Деструкция полимерных материалов