شيخوخة المواد البوليمرية

تستخدم المواد البوليمرية على نطاق واسع في الصناعة على شكل طلاءات وأجزاء كاملة. يشيرون إلى مواد عازلة كهربائية صلبة... تم تطوير العديد من أنواع البوليمرات ، لكنها جميعًا تعاني من عمليات شيخوخة غير مرغوب فيها تقلل من متانتها ومظهرها وقوتها. تغير الشيخوخة التركيب والتركيب الكيميائي للمواد البوليمرية.

يمكن أن يحدث شيخوخة البوليمرات نتيجة لعوامل مختلفة:

• الضوء (الأشعة فوق البنفسجية) ؛

• الهواء (الأوزون والأكسجين) ؛

• درجة الحرارة (عالية أو منخفضة ، وكذلك اختلافاتها) ؛

• رُطُوبَة؛

• أحمال ميكانيكية (تآكل ، ضغط وتوتر ، ضغط متوسط) ؛

• التعرض للبيئات العدوانية (الأحماض والقواعد) ؛

• التعرض للكائنات الحية الدقيقة.

• من تأثير العديد من العوامل المذكورة أعلاه.

البوليمرات هي مركبات ذات وزن جزيئي مرتفع وآلية تقادمها ترجع أساسًا إلى عملية تدمير سلاسل الجزيئات الكبيرة.

هناك نوعان من التدمير - الفوضى والسلسلة.في حالة التدمير العشوائي ، يحدث تمزق الجزيئات الكبيرة وتكوين مركبات مستقرة ذات وزن جزيئي منخفض وفقًا لقانون عشوائي. وفقًا لهذه الآلية ، يرجع التدمير الكيميائي للبوليمرات إلى عمل الأحماض والقواعد والكواشف.

يؤدي تدمير السلسلة إلى العديد من عمليات تفكك الجزيئات وفقًا لعمليات معينة ، وعادة ما يتم تشغيل آلية شيخوخة البوليمر هذه عن طريق تأثير الطاقة العالية (درجة الحرارة والضوء والإشعاع).

إن دراسة مشكلة شيخوخة البوليمرات معقدة بسبب حقيقة أن طبيعتها وهيكلها مختلفان ، على التوالي ، تختلف عمليات تدمير السلاسل الجزيئية. لا توجد أيضًا طرق للمحاسبة متعددة العوامل للظروف البيئية التي تؤدي إلى الشيخوخة.

كمعايير تميز مقاومة المواد البوليمرية للشيخوخة ، يتم استخدام مفاهيم التشغيل (الحفاظ على خصائص البوليمر التي تضمن صلاحية المنتج) وفترة الحفاظ على الخصائص التشغيلية.

هناك 3 طرق لحماية البوليمرات من الشيخوخة:

1) الحماية النشطة ،

2) الحماية السلبية ،

3) مجتمعة.

الحماية الفعالة للبوليمرات تعني تقليل تأثير عوامل الشيخوخة. تتضمن الطرق السلبية طرقًا مختلفة لزيادة ثبات البوليمرات باستخدام إضافات مثبتة ، وكاسحات الجذور الحرة ، وكاسحات منتجات الشيخوخة النشطة ، ومثبتات الضوء ، ومضادات الأكسدة ، ومضادات التقسيم ، ومثبطات اللهب ، ومضادات التشنج ، والعوامل المضادة للإشعاع تحت الضغط الميكانيكي ، ومثبطات التآكل والمبيدات الحيوية مع التثبيت ملكيات.أيضًا ، يتم استخدام الطلاءات الواقية ، والتي تكون أكثر مقاومة للشيخوخة من مادة البوليمر الأساسية.

أبسط مثبتات الضوء للبوليمرات هي أكسيد الحديد (المحتوى يصل إلى 1٪) ، أسود الكربون ، الفثالوسيانين (حتى 0.1٪) ومركبات النيكل المعقدة.

مثبتات مضادات الأكسدة من نوعين: منع تحلل هيدروبيروكسيدات وكسر سلسلة التفاعلات الكيميائية المؤكسدة.

من بين مضادات الأكسدة التي توقف التدمير ، يمكن عزل مضادات الأكسدة من النوعين الفينولي والأمين ، وكذلك المركابتان والكبريتيدات والثيوفوسفات. إن إدخال كلا النوعين من مضادات الأكسدة في البوليمر يعزز تأثير مكافحة الشيخوخة.

عادةً ما ينتج منتجو مواد البوليمر أيضًا أنواعًا مختلفة من المثبتات. يمكن تمييز المواد التالية عن المنتجين الأجانب للمواد الخام: Arkema ، France (Thermolite) ، Baerlocher ، ألمانيا (مثبتات على أساس CaZn ، Pb ، CaOrg ، Sn ، BaZn) ، Chemtura ، الولايات المتحدة الأمريكية (مثبطات اللهب HBCD ، Firemaster ، مثبتات PVC ، Lowilite ، مثبطات Naugard 300-E ، مضادات الأكسدة Alkanox ، Anox ، Weston) ، Ciba ، سويسرا (مضادات الأكسدة IRGANOX ، المثبت IRGAFOS) ، مثبتات PVC من شركة Ika الألمانية ، إلخ.