Starenje polimernih materijala

Polimerni materijali imaju široku primjenu u industriji u obliku premaza i cijelih dijelova. Oni se odnose na čvrsti električni izolacijski materijali… Razvijene su mnoge vrste polimera, ali svi oni pate od neželjenih procesa starenja koji smanjuju njihovu trajnost, izgled i snagu. Starenjem se mijenja struktura i kemijski sastav polimernih materijala.

Starenje polimera može se pojaviti kao rezultat različitih čimbenika:

• svjetlost (ultraljubičasto zračenje);

• zrak (ozon i kisik);

• temperatura (visoka ili niska, kao i njezine razlike);

• vlaga;

• mehanička opterećenja (trošenje, kompresija i napetost, srednji tlak);

• izloženost agresivnim okruženjima (kiseline i baze);

• izloženost mikroorganizmima;

• od utjecaja nekoliko navedenih čimbenika.

Polimeri su spojevi velike molekulske mase i mehanizam njihovog starenja uglavnom je posljedica procesa razaranja makromolekulskih lanaca.

Postoje dvije vrste uništavanja - kaotično i lančano.U slučaju nasumičnog razaranja dolazi do kidanja makromolekula i stvaranja stabilnih spojeva smanjene molekulske mase prema slučajnom zakonu. Prema ovom mehanizmu, kemijsko razaranje polimera nastaje djelovanjem kiselina, baza i reagensa.

Destrukcija lanca dovodi do nekoliko činova raspadanja molekula prema određenim procesima, takav mehanizam starenja polimera obično je potaknut utjecajem visoke energije (temperatura, svjetlost i zračenje).

Proučavanje problema starenja polimera komplicirano je činjenicom da su njihova priroda i struktura različite, odnosno različiti su procesi razaranja molekularnih lanaca. Također ne postoje metode za multifaktorijalno obračunavanje okolišnih uvjeta koji dovode do starenja.

Kao kriteriji koji karakteriziraju otpornost polimernih materijala na starenje koriste se koncepti rada (očuvanje svojstava polimera koji jamče upotrebljivost proizvoda) i razdoblje očuvanja radnih svojstava.

Postoje 3 metode za zaštitu polimera od starenja:

1) aktivna zaštita,

2) pasivna zaštita,

3) kombinirani.

Aktivna zaštita polimera znači smanjenje utjecaja čimbenika starenja. Pasivne metode uključuju različite načine povećanja stabilnosti polimera korištenjem aditiva stabilizatora, hvatača slobodnih radikala, hvatača proizvoda aktivnog starenja, svjetlosnih stabilizatora, antioksidansa, antiozonansa, usporivača plamena, antiradikala, antiradijacijskih sredstava pod mehaničkim opterećenjem, inhibitora korozije i biocida sa stabilizatorom. Svojstva.Također se koriste zaštitni premazi koji su otporniji na starenje od osnovnog polimernog materijala.

Najjednostavniji svjetlosni stabilizatori polimera su željezni oksid (sadržaj do 1%), čađa, ftalocijanin (do 0,1%) i kompleksni spojevi nikla.

Postoje dvije vrste antioksidativnih stabilizatora: sprječavaju razgradnju hidroperoksida i prekidaju lanac oksidativnih kemijskih reakcija.

Među antioksidansima koji zaustavljaju razgradnju mogu se izdvojiti antioksidansi fenolnog i aminskog tipa, te merkaptani, sulfidi i tiofosfati. Uvođenje obje vrste antioksidansa u polimer pojačava učinak protiv starenja.

Obično proizvođači polimernih materijala proizvode i razne vrste stabilizatora.Od stranih proizvođača sirovina izdvajamo sljedeće materijale: Arkema, Francuska (Thermolite), Baerlocher, Njemačka (stabilizatori na bazi CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, SAD (usporivač gorenja HBCD, Firemaster, PVC stabilizatori Mark, Lowilite, inhibitori Naugard 300-E, antioksidansi Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Švicarska (antioksidans IRGANOX, stabilizator IRGAFOS), PVC stabilizatori njemačke tvrtke Ika, itd.