Polimēru materiālu novecošana

Polimēru materiāli rūpniecībā tiek plaši izmantoti pārklājumu un veselu detaļu veidā. Viņi atsaucas uz cietie elektroizolācijas materiāli… Ir izstrādātas daudzas polimēru šķirnes, taču tās visas cieš no nevēlamiem novecošanas procesiem, kas pasliktina to izturību, izskatu un izturību. Novecošana maina polimēru materiālu struktūru un ķīmisko sastāvu.

Polimēru novecošana var notikt dažādu faktoru rezultātā:

• gaisma (ultravioletais starojums);

• gaiss (ozons un skābeklis);

• temperatūra (augsta vai zema, kā arī tās atšķirības);

• mitrums;

• mehāniskās slodzes (nodilums, saspiešana un spriedze, vidējs spiediens);

• agresīvas vides (skābes un bāzes) iedarbība;

• mikroorganismu iedarbība;

• no vairāku iepriekšminēto faktoru ietekmes.

Polimēri ir augstas molekulmasas savienojumi, un to novecošanās mehānisms galvenokārt ir saistīts ar makromolekulāro ķēžu iznīcināšanas procesu.

Ir divu veidu iznīcināšana – haotiskā un ķēdes.Nejaušas iznīcināšanas gadījumā makromolekulu plīsums un stabilu savienojumu veidošanās ar samazinātu molekulmasu notiek pēc nejaušības likuma. Saskaņā ar šo mehānismu polimēru ķīmiskā iznīcināšana notiek skābju, bāzu un reaģentu iedarbības dēļ.

Ķēdes iznīcināšana noved pie vairākiem molekulu sadalīšanās aktiem noteiktos procesos, šādu polimēru novecošanās mehānismu parasti iedarbina augstas enerģijas (temperatūras, gaismas un starojuma) ietekme.

Polimēru novecošanas problēmas izpēti apgrūtina tas, ka atšķiras to raksturs un struktūra, attiecīgi atšķiras arī molekulāro ķēžu iznīcināšanas procesi. Nav arī metožu daudzfaktoru vides apstākļu uzskaitei, kas izraisa novecošanos.

Kā kritēriji, kas raksturo polimērmateriālu izturību pret novecošanos, tiek izmantoti darbības jēdzieni (polimēra īpašību saglabāšana, kas garantē produkta lietojamību) un ekspluatācijas īpašību saglabāšanas periods.

Ir 3 metodes, kā aizsargāt polimērus no novecošanās:

1) aktīva aizsardzība,

2) pasīvā aizsardzība,

3) kombinēti.

Polimēru aktīva aizsardzība nozīmē novecošanas faktoru ietekmes samazināšanu. Pasīvās metodes ietver dažādus veidus, kā palielināt polimēru stabilitāti, izmantojot stabilizatora piedevas, brīvo radikāļu uztvērējus, aktīvās novecošanas produktu savācējus, gaismas stabilizatorus, antioksidantus, antiozonantus, liesmas slāpētājus, pretradikālus, pretradiācijas līdzekļus mehāniskā spriedzē, korozijas inhibitorus un biocīdus ar stabilizāciju. Īpašības.Tāpat tiek izmantoti aizsargpārklājumi, kas ir izturīgāki pret novecošanos nekā polimēru pamatmateriāls.

Vienkāršākie polimēru gaismas stabilizatori ir dzelzs oksīds (satur līdz 1%), ogle, ftalocianīns (līdz 0,1%) un niķeļa kompleksie savienojumi.

Antioksidantu stabilizatori ir divu veidu: novērš hidroperoksīdu sadalīšanos un pārtrauc oksidatīvo ķīmisko reakciju ķēdi.

Starp antioksidantiem, kas aptur iznīcināšanu, var izdalīt fenola un amīna tipa antioksidantus, kā arī merkaptānus, sulfīdus un tiofosfātus. Abu veidu antioksidantu ievadīšana polimērā uzlabo pretnovecošanās efektu.

Parasti polimērmateriālu ražotāji ražo arī dažāda veida stabilizatorus No ārzemju izejvielu ražotājiem var atšķirt šādus materiālus: Arkema, Francija (Thermolite), Baerlocher, Vācija (stabilizatori uz CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn bāzes) , Chemtura, ASV (liesmas slāpētājs HBCD, Firemaster, PVC stabilizatori Mark, Lowilite, inhibitori Naugard 300-E, antioksidanti Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Šveice (antioksidants IRGANOX, stabilizators IRGAFOS), Vācijas uzņēmuma Ika PVC stabilizatori, utt.