Деструкция полимеров. Основные виды деструкции

При переработке, а также в процессе эксплуатации изделий из полиме­ров происходит постепенное их разрушение - деструкция. Процесс дест­рукции необратим и протекает с разрывом химических связей основной макромолекулярной цепи.

Основными видами деструкции полимеров являются следующие.

Химическая деструкция (под влиянием химических реагентов). Она может протекать под действием воды, спиртов, кислот, щелочей, фенолов, аммиака, кислорода и т. д. Окислительная деструкция обычно протекает по радикальному цепному механизму. Свободные радикалы появляются сначала за счет окисления кислородом связей С—Н полимерной цепи с образованием полимер-радикалов и дальнейшим разрывом полимерной цепи. Чаще всего полимер подвергается одновременному действию кисло­рода и тепла. При этом наблюдается так называемая термоокислительная деструкция, имеющая также цепной механизм. Скорость окислительной деструкции зависит от строения полимеров. Так, полимеры, содержащие в цепи кратные связи, быстрее подвергаются окислительной деструкции, чем не содержащие таких связей.

Термическая деструкция протекает при нагревании полимеров, и в зна­чительной степени зависит от их химического строения. Этот процесс чаще всего идет по радикальному механизму и сопровождается разрывом химиче­ских связей и снижением молекулярной массы полимера. Для различных по­лимеров существует свой порог термической устойчивости. Большинство из них разрушается уже при 200 - 300°, но имеются и термостойкие полимеры, например, политетрафторэтилен (тефлон), который выдерживает длитель­ное нагревание при 400°.

Фотохимическая деструкция. Изделия из полимерных материалов при эксплуатации на воздухе всегда подвергаются действию света. Это приводит к их преждевременному «старению», связанному с разрывом полимерной цепи под действием энергии света с длиной волны от 300 до 400 нм. Кисло­род воздуха при этом способствует окислению полимера (фотоокисление). Наиболее страдают от фотоокисления пленочные материалы и волокна.

Радиационная деструкция происходит под влиянием нейтронов, а также α-, β, γ-излучения. В результате разрываются химические связи (С—С, С—Н) с образованием низкомолекулярных продуктов и радикалов, участвующих в дальнейших реакциях.

Механическая деструкция происходит под действием механических на­пряжений. Это один из часто встречающихся видов деструкции полимеров, так как полимерные материалы при эксплуатации могут подвергаться самым раз­ным видам деформации. При механической деструкции происходит изменение структуры и свойств полимеров, связанное с разрывом макромолекул.

С целью предупреждения, или замедления старения полимеров к ним добавляют различные стабилизаторы: антиоксиданты, фотостабилизато­ры, антирады, пассиваторы и т.д.

Большинство полимерных материалов, применяемых в строительстве, являются горючими. Для уменьшения горючести к полимерам добавляют антипирены.