ВМС процеси на разрушение, тяхната роля в природата и модерни технологии

Разграждане на полимера може да се дължи на разкъсване или колапс (деполимеризация) гръбнак разцепване или разграждане на заместители (странични групи макромолекули). Разграничаване ИНДИВИДИ-Kuyu и химично разграждане. Нат. Тя протича под въздействието на топлина, светлина, радиация с висока енергия, чрез механично действие (термично, фотохимично, радиация, механична). Chem. деградация е причинено от действието на химични агенти :. киселини, основи, вода и кислород, и т.н. обикновено се причинява от няколко фактора в стареене полимери в действителната унищожаване. Обработка и използване на полимери, свързани с излагане на високо-T # 959; C в контакт с въздух, най-важните са термично и термо-окислителното разграждане на полимери.

Механизми на разграждане на полимерните вериги

Радикална механизъм верига (характеристика на въглерод-верижни полимери):

Унищожаване на този процес верига: 1) за откриване (образуване на активни центрове на разграждане); 2) развитие на веригата (набор от р-ции, включващи актив-ционни центрове, което води до промяна на химична структура и физико-свързващ полимер) ..; 3) отворена кинетична. верига (активни центрове обеззаразяване процеси).

Започване (бавния етап) се извършва в резултат на конвенционална топлинна. рухването на макромолекулите да формират macroradicals:

верига развитие включва изомеризация радикали (екв зададена 1) разцепване на молекулите на мономер (2) или по-високи олефини (3), веригата за предаване на съседна макромолекула (р-нето + R'H → RH +) и макромолекули празнина [# 946; - гниене] (4):

Open верига възниква във взаимодействието. два радикала:

Не-радикални реакции на разграждане (характерни йони механизъм за хетероверижен полимери):

Например, термично разлагане на полиуретанови протича в два етапа. На първо място, изчезването на уретанови групи, без отделяне на летливи продукти:

По следите. стъпка разпределена
летливи vesch острови: СО, СО2. HCN.

Факторите, които тече под действието на унищожаване

Температура. Термично разграждане на полимера се извършва при висока температура в инертна атмосфера или във вакуум (пиролиза). Термичното разлагане на поне устойчиви полимери (поливинилхлорид, полиметил метакрилат) при 150-220 0 ° С, и най-устойчиви (полиамид) при 450 0 ° С thermooxidative оказва силно влияние върху свойствата на полимери, особено диенови каучуци, като полимери, съдържащи двойни връзки се окисляват при по-висока скорост в сравнение с наситен. Загряване напрежение. гума при 100 0 ° С в технологии. 80 ч води до загуба на здравина и еластичност.

Фотодеструкция. Фотохимично трансформации възникнат в полимера под действието на UV (180-400 нм) и видима светлина (400-800 нм), където полимерът включва him.svyazi или група абсорбиращ светлина в obl.spektra (хромофорно група). При поглъщане на фотон хромофорни групи са развълнувани, енергията на котката. може да надвишава енергията him.svyazi на дисоциация. В този случай връзката дисоциира да образуват радикали, които причиняват реакции на разпадане, деполимеризация, и т.н. Фото-окисление: ролята на светлината тук е да се започне процеса на окисление.

Химическа унищожаване. (Хидролиза, действие на киселини [ацидолиза] окисляване [озонолиза])

Биоразградим. Изпълнено чрез действието на различни ензими или микроорганизми.

Приложение в промишлеността: Методи за непълно разлагане се извършва намаляване на степента на полимеризация (улесни преработката и практическото използване на цис-полимери). Частично разрушаване (дъвчене) естествен каучук е по-лесно да се рециклират в каучукови изделия. Разграждането се използва за определяне на химическата структура на полимери за nekoto ryh-полимери (поливинилалкохол - чрез алкална хидролиза на поливинил ацетат), за да се получат ценни nizkomoleku-полярен вещества от природни полимери (хидролитично разграждане Zell лозя или нишесте в глюкоза, протеини на аминокиселини). унищожаване на изследването дава възможност за разработване на ефективни методи за защита на полимери от различни влияния, да се намерят начини за производство на полимери, които не са чувствителни към разграждане, и така нататък. г.

19.Svoystva полимерни тела в кондензирано състояние. Кристална и аморфни полимери. Фаза, агрегация и физически (отпускане) полимерни държавни органи.

Физично състояние: - твърда маса: мас частици центрове не разполагат свободно движение един спрямо друг, органите запазват формата си. - течност: Масови центрове не са фиксирани спрямо друга, преместване на центъра на масата. - газ: Polymer не е типично. Концепцията за състоянието на обединение не се прилага обикновено за полимери. За да описват използването на полимери е целесъобразно представителство на страната фаза на материята. фаза концепция се прилага тук в структурна смисъл, той се характеризира с реда на взаимното разположение на молекули.

Condensed състояние - концентрирания полимерен разтвор или чист полимерен материал. В кондензирано състояние, в резултат на взаимодействието на съседните връзки на различните вериги, намалена подвижност. Реално индивидуален макромолекула слабо взаимодействат един с друг може да се наблюдава само в разредена полимерен разтвор. . Кондензираната същите условия (конц. Разтвор на полимер или чист полимерен материал), в зависимост от естеството и силата на взаимодействието на единици N (. Не-кристална структура) може да бъде в една от трите макроскопски агрегатни състояния (държавни релаксация): вискозен поток високоеластични и стъкловиден.

Фаза (т / е) - набор от еднородни части хетерогенна система, отделени от системата за интерфейс и с множеството т / г параметър.

Фаза (структурна) - метод хомогенно разпределение на частиците част на хетерогенна система.

Състоянието на фаза на веществото се определя от степента на подреждане на частиците, от които се състои:
кристален (полиетилен, полиамид), течен кристал (гребен полимери), аморфен (опаковани структура, мицели), изотропен стопилка (разтвор).

Еднофазни (изцяло аморфни, произволни съполимери, топи изотропни). Хетерофазов (частично кристален, блок, присадка, течни кристали, напълнени композити)

Течни кристали (LC) полимери - съединение с високо молекулно тегло способен на

определен дир. (Така-D, налягане, конц. Разтвор) да премине в състояние на LC. LC състояние полимер е равновесно състояние фаза е междинен между аморфен и кристално състояние, така че е също така често се нарича мезоморфно или мезофаза (от гръцката mezos -. Между). Мезофаза функция: присъствието на ориентировъчна цел в подреждането на макромолекули (или техни фрагменти) и анизотропия на физични свойства в отсъствието на външни влияния. Въпреки молекули LC достатъчно твърди макромолекулни полимери притежават значителна гъвкавост, която се определя от способността на полимерните вериги да променят формата си, в резултат на термични движение вътрешномолекулни връзки.

Кристално състояние - Хар-Ся способността да кристализира има само stereoregulyar Най полимери. Чрез редовно структура и гъвкавост на макромолекулите може да се обърне достатъчно един на друг в близост до някакви ефективни междумолекулни взаимодействия-водородни връзки и дори между тях, които водят до подредени структури. Много полимери могат да съществуват в състояние на кристална фаза (полиетилен, полипропилен, естествен каучук, някои целулозни етери, полиамиди). В кристално състояние полимеразни-RY промени от течност (стопилка, разтвор) с намаляване на температурата. Кристализация се появява в резултат на определяне на позициите на отделните сегменти и появата на триизмерни елементи далечния му в тяхното подреждане ред. Полимер след cristae-ТА винаги се съхраняват с полеви подреждането на neupo, аморфна структура (една от характеристиките на кристалната структура на полимери).

аморфно състояние на - кондензира състоянието на полимери с не кристален. структура. А. а. характеризира с липса на сериозни за обхват в подреждането на частиците, които тялото в присъствието на кратко разстояние. Аморфните полимери могат да съществуват в три физически състояния - стъкловидно високоеластични. и вискозен поток.

Вискозна - механично и структурно течност необратими деформации. течност полимер в пластмасова състояние, наречено. и полимерната стопилка. Течливостта на такава течност поради факта, че тя се състои от не-ковалентно (т.е. не образуващ полимер мрежа ..) от макромолекули верига; изключително висок вискозитет се дължи на факта, че възможността за движение на всеки макро-Ly в системата силно заплетени вериги е силно ограничено забрана на проходни части от вериги чрез един от друг; единства. механизъм за мащабно движение на макромолекулите в такава система - дифузията на макромолекулата пълзене заедно части тръба, произведена около вериги.

Високо еластичен - структурни и течности с големи обратими деформации. Тя може да премине всички гъвкави линейна верига полимери с достатъчно високо молекулно тегло и пространствено структурирани (меша) полимери по време на нагряването. над тяхната встъкляване т-RY (Т преход в stekloobr Ed.).

Glassy - състояние, в ром полимер има Phys.-кожа. Твърди комуникация-ви (не е в състояние да получава и е много еластична. Щам има малки стойности на коефициентите. Конвенционална топлинна. Свиваемост и разширяване), като се поддържа структурната разстройството присъщи в течна или силно еластична. състояние. Полимерни стъкло, състоящо се от дълги макромолекули Заключен вътр. въртене, с "devitrification" преход не е течност (като nizkomol. на островите) и силно еластична. състояние.

Щамът: # 949 = # 916; л / л напрежение: # 963 = F / S модул на еластичност: E = # 963; / # 949;

При ниски температури (част I) полимер е в стъкловидно състояние. Деформацията в този температурен интервал се дължи на разтягането на атомни връзки. Тъй като температурата се повиши вътрешномолекулни движение интензитет увеличава, и на практика всички структурни единици са в състояние да преодолеят бариерата енергия на въртене: полимера става висока еластичност област (част II). В еластично състояние макромолекулите лесно да промените нейната структура, поради възпрепятствани въртене сегменти. По-нататъшно повишаване на температурата става възможно да се движат един спрямо друг макромолекули като цяло: започва в, т.е. полимер преминава в пластично състояние (раздел III). Границата между стъкловидни и гумени страни се нарича температура на встъкляване Tm, и между гума и пластмаса условие - течливост Tg.

Еластомер - този термин се разбира полимери с диапазон на работа високо еластични свойства. Наречен каучук еластомер или всеки еластичен материал, който може да се удължи до размер, много пъти по-голяма от първоначалната си дължина (еластомерна прежда), и най-важното, да се върне към първоначалния си размер, когато натоварването се отстранява. Аморфната полимер е или термопластична или еластомер, в зависимост от температурата на встъкляване, или Tg. Това е температурата, над която полимерът става мека и гъвкава, и под която става твърд и стъкловидно. Ако температурата на встъкляване Tg от аморфен полимер под стайна температура, полимерът е еластомер като например при стайна температура, той е мек и гума. Ако температурата на встъкляване Tg от аморфен полимер горе стаята, ще бъде термопластичен, защото при стайна температура е твърд и стъкло-подобен.

Типични еластомери - различни гума и каучук.

Пластмаса или пластмаса - органични материали, които се основават на синтетични или естествени високомолекулни съединения (полимери). Изключително широко приложение получи пластмаси на базата на синтетични полимери. Наименованието "пластмасова" означава, че тези материали под действието на топлина и налягане могат да образуват и задържане на дадена форма след охлаждане или втвърдяване. Процесът е придружено от прехвърляне формоване пластично деформируем (вискозен) състояние да стъкловидно (твърдо вещество) състояние.

В зависимост от природата на полимера и естеството на прехода от стъкловидно вискозно състояние при формоване пластмасови изделия са разпределени в:

Термопластични полимери (термопласти) - стопи по време на нагряването и по време на охлаждането се нулират;

Термореактивни (термореактивна пластмаса) - в първоначално състояние имат линейна макромолекулна структура, и при определена температура втвърдяване придобива меша. След втвърдяване не може да се осъществи в състояние пластмаса. Работни температури горе, но се унищожават чрез нагряване и последващо охлаждане не се възстанови първоначалните си свойства.