Деструкция полимеров

Дестру́кция полимеров — разрушение молекул полимеров под действием тепла, кислорода, света, механических напряжений, биологических факторов. В процессе деструкции происходит разрыв химических связей в макромолекулах, уменьшается степень полимеризации и молекулярная масса полимера. Изменение строения полимера приводит к изменению его физических и химических свойств, то есть к старению полимеров. Воздействующий на полимер фактор определяет вид деструкции: термическая, термоокислительная, фотохимическая, гидролитическая, радиационная. Обычно в полимере одновременно протекают несколько видов деструкционных процессов.
Термической деструкцией называют процесс разрушения макромолекул полимера под воздействием высоких температур в отсутствии кислорода, протекающий по радикально-цепному механизму. При разрушении полимеров при термической деструкции в некоторых случаях образуются короткие цепи различного строения (например, при термической деструкции полиэтилена, полипропилена), в других случаях происходит образование мономера. Процесс деструкции может также включать в себя радикальные, ионные и молекулярные реакции (термодеструкция поливинилхлорида).
Термоокислительная деструкция наблюдается при одновременном воздействии на полимеры повышенных температур и кислорода, который заметно снижает стойкость полимеров к действию тепла. В результате термоокислительной деструкции образуются различные низкомолекулярные кислородсодержащие вещества: вода, кетоны, альдегиды, спирты, кислоты. При фотохимической деструкции макромолекулы полимера разрушаются под воздействием света. Фотохимическая деструкция является радикально-цепным процессом, в полимере, помимо разрыва химических связей, происходят сшивание, образование двойных связей и свободных радикалов. Наиболее сильно фотохимическая деструкция происходит под воздействием ультрафиолетовых лучей. Однако в силу малой проникающей способности фотоизлучения, фотохимическая деструкция происходит преимущественно в поверхностных слоях полимера.
Радиационная деструкция происходит под воздействием на полимеры жесткой ионизирующей радиации, а также под воздействием ускоренных электронов и ионов. При радиационной деструкции происходит отщепление водорода и небольших боковых групп (типа СН3, С2Н5) от молекул полимера. При этом деструкция может сопровождаться сшиванием макромолекул. Механическая деструкция происходит при воздействии на твердые полимеры постоянных или переменных механических нагрузок или при перемешивании расплавов и растворов полимеров. Механическая деструкция происходит в том случае, когда энергия механических напряжений превышает энергию связей атомов в полимере. Она может возникнуть при его переработке.
При химической деструкции разрушение макромолекул полимера происходит в результате воздействии химических агентов. Такая деструкция характерна для многих гетероцепных полимеров, содержащих в основной цепи группы, способные к химическим превращениям. Химическую деструкцию различают в зависимости от действующего агента: окислительная (кислород), озонная, гидролитическая (одновременное воздействие воды и кислот или щелочей). Биологическая деструкция происходит под воздействием ферментов, выделяемых микроорганизмами, организмами высших растений и животных. Для борьбы с деструкцией используются разнообразные методы стабилизации. Деструкционный процесс (контролируемая деструкция) используют при механосинтезе сополимеров, при пластикации каучуков, для получения из природных полимеров ценных низкомолекулярных веществ (например, глюкозы).
Статья находится в рубриках
Яндекс.Метрика