Åldring av polymera material

Polymera material används i stor utsträckning inom industrin i form av beläggningar och hela delar. De hänvisar till solida elektriska isoleringsmaterial… Många varianter av polymerer har utvecklats, men de lider alla av oönskade åldringsprocesser som försämrar deras hållbarhet, utseende och styrka. Åldrande förändrar strukturen och den kemiska sammansättningen av polymera material.

Åldrande av polymerer kan uppstå som ett resultat av olika faktorer:

• ljus (ultraviolett strålning);

• luft (ozon och syre);

• temperatur (hög eller låg, såväl som dess skillnader);

• fukt;

• mekaniska belastningar (nötning, kompression och spänning, medeltryck);

• exponering för aggressiva miljöer (syror och baser);

• exponering för mikroorganismer;

• från påverkan av flera av ovanstående faktorer.

Polymerer är föreningar med hög molekylvikt och mekanismen för deras åldrande beror huvudsakligen på processen för förstörelse av makromolekylära kedjor.

Det finns två typer av förstörelse - kaotisk och kedja.Vid slumpmässig destruktion sker bristningen av makromolekyler och bildningen av stabila föreningar med reducerad molekylvikt enligt en slumpmässig lag. Enligt denna mekanism beror den kemiska förstörelsen av polymerer på verkan av syror, baser och reagens.

Förstörelsen av kedjan leder till flera handlingar av sönderdelning av molekylerna enligt vissa processer, en sådan mekanism för polymeråldring utlöses vanligtvis av inverkan av hög energi (temperatur, ljus och strålning).

Studiet av problemet med åldrande av polymerer kompliceras av det faktum att deras natur och struktur är olika, respektive processerna för förstörelse av molekylkedjor är olika. Det finns heller inga metoder för multifaktoriell redovisning av miljöförhållanden som leder till åldrande.

Som kriterier som kännetecknar polymermaterialens motståndskraft mot åldring används begreppen drift (bevarande av polymeregenskaper som garanterar produktens användbarhet) och bevarandeperioden för operativa egenskaper.

Det finns tre metoder för att skydda polymerer från åldrande:

1) aktivt skydd,

2) passivt skydd,

3) kombinerat.

Aktivt skydd av polymerer innebär att minska påverkan av åldrande faktorer. Passiva metoder inkluderar olika sätt att öka stabiliteten hos polymerer med hjälp av stabiliserande tillsatser, fria radikaler, rensare av aktiva åldrande produkter, ljusstabilisatorer, antioxidanter, antiozonanter, flamskyddsmedel, antiradikaler, antistrålningsmedel under mekanisk påfrestning, inhibitorer av korrosion och biocider med stabilisering Egenskaper.Dessutom används skyddande beläggningar, som är mer resistenta mot åldring än det grundläggande polymermaterialet.

De enklaste ljusstabilisatorerna av polymerer är järnoxid (innehåll upp till 1%), kimrök, ftalocyanin (upp till 0,1%) och nickelkomplexföreningar.

Antioxidantstabilisatorer är av två typer: förhindrar nedbrytning av hydroperoxider och bryter kedjan av oxidativa kemiska reaktioner.

Bland de antioxidanter som stoppar förstörelsen kan antioxidanter av fenol- och amintyp isoleras, liksom merkaptaner, sulfider och tiofosfater. Införandet av båda typerna av antioxidanter i polymeren förstärker anti-aging-effekten.

Vanligtvis producerar även producenter av polymermaterial olika typer av stabilisatorer Följande material kan särskiljas från utländska råvaruproducenter: Arkema, Frankrike (Thermolite), Baerlocher, Tyskland (stabilisatorer baserade på CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, USA (flamskyddsmedel HBCD, Firemaster, PVC-stabilisatorer Mark, Lowilite, inhibitorer Naugard 300-E, antioxidanter Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Schweiz (antioxidant IRGANOX, stabilisator IRGAFOS), PVC-stabilisatorer från det tyska företaget Ika, etc.