Estem en contacte amb plàstics o altres polímers i sovint sentim parlar d’antioxidants. També pot ser possible comprendre que s’utilitzen antioxidants per a l’oxidació i l’antienvelliment, però probablement la majoria d’ells no entenen el mecanisme. Avui, aprendrem les causes, els mecanismes i les solucions de l’envelliment de materials polimèrics.
Què és l’oxidació?
L’oxidació, en sentit estret, fa referència a la reacció química entre l’oxigen i altres elements materials. També és un important procés químic d’unitat. En un sentit ampli, l’oxidació es refereix al procés dematèrialpèrdua d’electrons (augment del nombre d’oxidació).
Explicació popular: el groc, l’envelliment, l’enduriment, l’afectació, la suavització, la somnolència, l’oxidació i altres fenòmens causats pel vent, la pluja, l’oxigen a l’aire, la potència de l’aigua i l’erosió del vent es poden classificar aproximadament com a oxidació.
El millor exemple és que la poma després de tallar s’exposa a l’aire durant un període de temps i es torna de color groc gradualment.
De fet, no només s’oxidaran les pomes, sinó també la nostra pell. Els productes plàstics i els polímers estaran oxidats i envellits.
L’envelliment és un procés universal a la natura. El procés més comú al nostre voltant és el procés de vida des del naixement, el creixement i l’envelliment, que és el procés d’envelliment més típic.
El polímer és el mateix. En el procés de processament i ús, a causa de l’efecte integral de la calor, l’oxigen, l’aigua, la llum, el microorganisme, el medi químic i altres factors ambientals, la composició i l’estructura química dels materials polímers experimentaran una sèrie de canvis i les propietats físiques. corresponentment es deteriorarà, com ara enduriment, viscositat, desafectació, decoloració, pèrdua de força, etc. Aquests canvis i fenòmens s’anomenen envelliment.
Quins són els desavantatges de l’envelliment dels polímers moleculars?
1. Reduir les propietats mecàniques
2. Decoloració
3. Reduir la transparència
4. Groc i envelliment
5. Angela
6. Olor (alcohols, aldehids, cetones) ······
L’envelliment dels polímers, quins factors tenen la culpa?
1. Estructura de polímer: l’estructura del doble enllaç i l’anell de benzè no és prou estable, la qual cosa és fàcil de conduir a la descomposició del polimer i el groc
2. Les impureses residuals en síntesi de polímer: els peròxids i els ions metàl·lics condueixen a la degradació i groc del polímer
3. Oxigen (aire): la presència d’oxigen i ozó provoca la descomposició de polímers
4. Energia: estrès mecànic, calor, UV
5. Contaminació de l’aire: NOx, Sox
6. Aigua, humitat: poden provocar dissolució i precipitacions; biologia: degradació causada per enzim biològic
Per què envelleixen els polímers?
El polímer formarà molècules en estat excitat sota l’acció de la calor o la llum. Quan l’energia sigui prou alta, la cadena molecular es trencarà per formar radicals lliures, que poden formar reacció en cadena en el polímer, seguiran provocant degradacions i també poden provocar reticulacions.
Culpable: radical lliure R ·
Si hi ha oxigen o ozó al medi, es induiran una sèrie de reaccions d'oxidació que formin els hidroperòxids (ROOH) i es descomponen més endavant en carbonils.
Si hi ha ions metàl·lics catalitzadors residuals en el polímer, o els ions metàl·lics com el coure, el ferro, el manganès, el cobalt, etc. s’introdueixen al polímer durant el processament i l’ús, s’accelerarà la degradació oxidativa del polímer.
