ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Способы оценки эффективности стабилизаторов для полимеров из "Стабилизация синтетических полимеров" Переработка и применение полимеров часто связаны с необходимостью их светотермостабилизации. Внедрение новых продуктов или совершенствование способов переработки требует тщательной проверки способа стабилизация данного материала. В настоящее время стабилизация полимеров, особенно в практическом приложении, занимает значительное место в химии и технологии высокомолекулярных соединений. [c.160] Изучение разложения полимеров под действием высокой температуры в отсутствие кислорода воздуха (обычно в вакууме) и в окислительной атмосфере, а также определение влияния ультрафиолетового облучения позволяет установить характер, а часто и механизм протекающих процессов. Это дает возможность более обоснованно подойти к выбору соответствующих стабилизаторов. Такие испытания, однако, не всегда выполнимы, поскольку работы по изучению разложения полимеров сравнительно трудоемки и требуют специального оборудования. Кроме того, методы -подобных исследований пока еще не стандартизованы. Поэтому во многих случаях на практике приходится ограничиваться проведением испытаний материалов с учетом их возможной переработки и последующего воздействия повышенной температуры, а также солнечного света. [c.161] Ниже приводятся некоторые наиболее распространенные способы исследования разложения различных полимеров (не-стабилизированных и стабилизированных) и оценки их практической устойчивости в различных условиях. Специфические методы испытания хлорсодержащих полимеров, связанные с определением их способности к отщеплению хлористого водорода, рассмотрены в разделе, посвященном стабилизации поливинилхлорида. [c.161] Простейший способ предварительной оценки поведения полимеров при нагревании состоит в определении изменения их внешнего вида, растворимости, молекулярного веса в результате нагрева в вакууме. Проведение испытаний в атмосфере инертного газа часто менее целесообразно, так как, помимо необходимости очень тщательного контроля за очисткой полимера от следов кислорода, затрудняется удаление образовавшихся летучих продуктов, а также воздуха, адсорбированного полимером. [c.161] Этот прибор дает возможность вести непрерывный отсчет при относительно небольшой навеске исследуемого материала. [c.163] На рис. 19 показан другой чувствительный прибор, основанный на том же принципе взвешивания образца в вакууме , но предназначенный для работы с большими навесками. По конструкции взвешивающей части он несколько напоминает седиментационные весы Фигуровского . В приборе применен горизонтальный кварцевый стержень, работающий на изгиб стержень соединен с пружиной из того же материала. [c.163] В данной конструкции предусмотрен обогрев внутри реакционной камеры с применением, кроме того, вмонтированной внутрь прибора охлаждаемой ловушки (типа холодного пальца ), позволяющей конденсировать летучие продукты разложения в условиях, сходных с молекулярной перегонкой. [c.164] Исследование термического разложения в вакууме стабилизированных и нестабилизированных полимеров позволяет получить ответ на ряд вопросов, относящихся к механизму к кинетике протекающих реакций. [c.164] Если при термическом разложении высокомолекулярных соединений преобладают процессы, сопровождающиеся образованием летучих продуктов постоянного состава, нагаример мономеров, то процесс удобнее контролировать по изменению давления в системе. Для этой цели можно пользоваться тепловым манометром типа Пирани . Принцип действия манометра подобного типа, как известно, основан на изменении теплопроводности газа в зависимости от температуры . Измерение обычно проводится по мостовой схеме, что позволяет в случае необходимости осуществить автоматическую запись показаний. [c.164] Указанный манометрический метод исследования разложения полимеров в вакууме был применен Грасси и Мелвиллом в серии работ по изучению разложения полиметилметакрилата . На рис. 20 показана описанная авторами схема измерительно установки, а на рис. 21—обогреваемая ячейка для разложения полимера. [c.164] Образцы в установке (рис. 20) нагреваются при помощи греющего элемента, помещенного в камеру 1. Вакуум в системе создается диффузионными ртутными насосами 2 и и масляным форвакуумным насосом. Предварительная калибровка может быть проведена по мономерному метилметакрилату. [c.165] На рис. 22 показано другое, более компактное и чувствительное устройство для манометрического контроля термического разложения полиметилметакрилата . [c.165] Как ВИДНО из рис. 24, летучие продукты можно разделить на фракции, конденсирующиеся при различной температуре. Неконденсирующиеся газы для дальнейшего исследования могут быть собраны в специальной газовой пипетке. [c.167] На рис. 25 показано простое устройство для разложения полимеров в вакууме с конденсацией образовавшихся летучих про-дуктов . Оно представляет собой запаянную охлаждаемую ампулу с боковы.м верхним агреваемым отростком, в котором помещается исследуемый образец. В начале опыта прибор присоединен к вакуумной системе, затем он отпаивается. Нагревание, следовательно, производится в замкнутой системе. [c.167] Работа с этим, прибором не всегда удобна, так как давление после отпаивания не может быть замерено. Этот недостаток устранен в цельнопаянном ампульном приборе, примененном автором настоящей книги и Л. И. Масленниковой при исследовании поликонденсации и разложения полимеров (рис. 26). Прибор снабжен ртутным вакуумметром. [c.167] Наблюдение за изменением давления в приборе производится по вакуумметру 3. По окончании опыта можно, осторожно отрезав запаянный отросток, исследовать состав выделившихся газов. При небольшом объеме свободного пространства даже при малых навесках полимера легко установить наличие уже незначительного разложения с образованием летучих продуктов. Полимер в ампуле 1 после нагревания исследуют для оценки степени его деструкции и других химических превращений. Этот же прибор позв,оляет провести в нем поликонденсацию или полимеризацию исходных низкомолекулярных продуктов и сразу же после этого исследовать их отношение к возможному разложению при повышенной температуре. Подобная аппаратура дает возможность проводить одновременное нагревание нескольких образцов в одной бане. [c.168] Пользуясь этим прибором, можно получить также данные об изменении свойств материала в зависимости от продолжительности, нагрева. Если определение количества выделившихся газов не представляет интереса, то вообще весь опыт сводится к нагреванию образцов с последующим отпаиванием. Пользуясь этим прибором, путем прогревания в вакууме удалось проследить за развитием как процессов деструкции, так и процессов образования трехмерных структур в поликарбо-нате . [c.168] Исследование состава образовавшихся газообразных продуктов реакции может быть выполнено различными способами. В тех случаях, когда количество исследуемого вещества невелико, для этой цели рекомендуется пользоваться масс-спектрометрами. На рис. 27 показано приспособление для отбора пробы газа из запаянного ампульного прибора для последующего масс-спектрометрического исследования. [c.168] Каргина, позволяют оценить структурные изменения, протекающие в полимерах под влиянием тех или иных воздействий . [c.169] Наиболее простым способом определения количества летучих продуктов является нагревание образцов с периодическим контролем изменения их веса. Для получения сравнимых результатов необходимо выполнять это испытание в строго регламентированных условиях. Подобиый способ в настоящее время, несмотря на наличие более точных методов исследования, сохранил свое практическое значение. В связи с применением в последние годы специальных весов различной кон-струкции , позволяющих производить непрерывное взвешивание и регистрацию веса нагреваемых образцов, становится возможным оцределение скорости образования летучих продуктов другим путем. Изменение веса образца, естественно, относится к двум контролируемым процессам —к образованию окисленных структур при поглощении кислорода и к отщеплению летучих продуктов. [c.170] Вернуться к основной статье