Sovint sentim parlar d’antioxidants quan entrem en contacte amb plàstics o altres materials de polímer. Potser també entenc que l’objectiu d’afegir antioxidants és resistir l’oxidació i l’envelliment, però és possible que la majoria dels meus amics no entenguin el mecanisme. Avui, aprenem junts sobre les causes, els mecanismes i les solucions de l’envelliment de materials de polímer.
Aleshores, primer, hem d’entendre què és l’oxidació?
Explicació professional:L’oxidació, en un sentit estret, es refereix a la reacció química entre l’oxigen i altres elements materials, i també és un important procés d’unitat química. A grans trets, l’oxidació es refereix al procés d’electrons que perden substàncies (augment del nombre d’oxidació).
En poques paraules:Fenòmens com el groc, l’envelliment, l’enduriment, la britenitat, el suavització, la somnolència, l’oxidació, etc. causats per l’exposició al vent, al sol, la pluja, l’oxigen a l’aire, l’aigua i l’erosió del vent es poden classificar aproximadament com a oxidació.
El millor exemple és el fenomen d’una poma a rodanxes que es torna groc després d’haver estat exposada a l’aire durant un període de temps.
De fet, no només les pomes s’oxidaran, sinó que la nostra pell també s’oxida. Els productes plàstics i els polímers moleculars alts també s’oxidaran i l’edat!
L’envelliment és un procés universal a la natura, i el 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.
L’oxidació de materials metàl·lics també és una forma d’envelliment, des d’objectes brillants fins a taques d’oxidació, fins que perden el seu valor pràctic.
De la mateixa manera, en el processament i l’ús de materials de polímer, a causa dels efectes complets de factors ambientals com la calor, l’oxigen, l’aigua, la llum, els microorganismes i els medis químics, la composició química i l’estructura dels materials de polímer sotmetre’s a una sèrie de canvis i les seves propietats físiques també es determinaran en conseqüència, com ara l’enduriment, l’enganxament, el britànic, la descoloració, la decoloració, la força de resistència. Aquests canvis i fenòmens s’anomenen envelliment.
1, quins són els desavantatges de l’envelliment de polímers moleculars?
1. Reduir el rendiment mecànic
2. Fading
3. Reduir la transparència
4. Groc i envelliment
5. Cracking
6.
2, quins factors provoquen envelliment de polímer?
1. L’estructura dels polímers: les estructures amb enllaços dobles inestables i anells de benzè poden conduir fàcilment a la descomposició i al groc de polímer
2.
3. L’oxigen (aire): la presència d’oxigen i ozó provoca la descomposició dels polímers
4. Energia: tensió mecànica, calor, radiació ultraviolada
5. Contaminació de l’aire: Nox, Sox.
6. Aigua i humitat: pot causar extracció, dissolució i precipitació. Organismes: degradació causada per enzims biològics
3, traçant la causa principal i aprofundint en el mecanisme de l’envelliment de polímers:
Per què envelleix? (Mecanisme d'envelliment)
Sota l’acció de la calor o la llum, les molècules de polímer formaran estats emocionats. Quan l’energia és prou alta, les cadenes moleculars es trencaran i formaran radicals lliures. Els radicals lliures poden formar reaccions en cadena dins del polímer, continuar provocant degradació i també poden causar la reticulació.
Principal culpable: Radical lliure R ·
Si hi ha oxigen o ozó a l’entorn, també pot induir una sèrie de reaccions d’oxidació, formant peròxid d’hidrogen (ROOH) i es descomponen més en grups carbonil.
Si hi ha ions metàl·lics del catalitzador residual al polímer, o si s’introdueixen ions metàl·lics com el coure, el ferro, el manganès, el cobalt durant el processament o l’ús, accelerarà la reacció de degradació oxidativa del polímer.
Per tant, per evitar l’envelliment de polímers, és important afegir antioxidants per aïllar la llum i la calor.
