Сшивание цепей при деструкции

Метод широких линий используется для изучения полимеров в блоке. Форма, ширина и момент второго порядка (или просто второй момент) линии ЯМР зависят от строения цепи — наличия разветвленности, стереорегулярности, от степени кристалличности полимера. Сравнивая экспериментальное значение второго момента линии с теоретическим, рассчитанным для определенной структуры, можно получить информацию о молекулярной структуре полимера. В ориентированных полимерах — волокнах и пленках —спектр ЯМР зависит от угла поворота образца в магнитном поле, и с помош,ью ЯМР можно получить информацию о характере ориентации макромолекул или кристаллитов в полимере. Наблюдая изменение ширины линии с температурой, получают данные о молекулярном движении в полимере. Ширина и форма линии ЯМР меняется также и в том случае, когда в полимере идут химические и физические процессы полимеризация, сшивание цепей, деструкция и т. д. Метод ЯМР дает возможность изучать кинетику и механизм этих процессов. [c.14]

В процессе хранения и эксплуатации изделий из полимеров под действием света, теплоты, радиоактивных излучений, кислорода, различных химических вешеств может происходить излишне глубокое сшивание макромолекул, которое также является причиной ухудшения свойств полимера появляется хрупкость, жесткость, резко снижается способность к кристаллизации. В итоге наблюдается потеря работоспособности изделий из полимеров. Поэтому проблема защиты полимеров от вредных воздействий различных структурирующих и деструктирующих факторов имеет самое актуальное значение. Нежелательное изменение структуры полимеров увеличивается при приложении к ним неразрушающих механических напряжений, приводящих к развитию деформаций. Особенно этот эффект заметен при приложении многократно повторяющихся механических напряжений. При этом протекает деструкция и сшивание цепей, образуются разветвленные структуры, обрывки беспорядочно сшитых макромолекул, что изменяет н целом исходную молекулярную структуру полимера. Все эти нежелательные изменения приводят к старению полимеров. [c.239]

Оптимальной толщиной образцов для анализа методом электронной дифракции является несколько сотен ангстрем. В связи с этим необходимо использовать специальные методы препарирования образцов (разд. 27.3), в том числе отливку тонких пленок из растворов, осаждение мелких частиц из разбавленных растворов, измельчение, дробление блочного полимера, получение реплик с отдельных участков поверхности, межфазную поликонденсацию и пиролиз. Необходимо отметить, что при электронном облучении в полимере образуются свободные радикалы, которые могут приводить к деструкции и/или сшиванию цепей. При повышении напряжения, применяемого для ускорения электронов, радиация становится не столь эффективной. С побочными эффектами электрон- [c.136]

Процесс инициирования заключается в образовании первичного активного свободного радикала из молекулы мономера. Свободные радикалы могут возникать под действием различных факторов тепла - термическое инициирование, света - фотоинициирование, частиц с высокой энергией - радиационное инициирование, специальных химических веществ (инициаторов) - химическое инициирование. Термическое инициирование как таковое применяется крайне редко, т.к. вызывает протекание различных побочных процессов (разветвление, деструкция, сшивание цепей и др.). На практике чаще всего используется химическое или смешанное термохимическое инициирование. [c.21]

В процессе хранения и эксплуатации полимеров и материалов на их основе под действием света, радиации, температуры, химических веществ, влаги и других факторов происходит ухудшение свойств материалов, снижаются их механические, реологические и другие характеристики. Нежелательное изменение структуры полимеров происходит и в результате воздействия механических нагрузок на материалы, особенно при пониженных температурах эксплуатации. Все это происходит в результате деструкции или сшивания цепей, приводящих к образованию обрывков макромолекул или чрезмерно разветвленных и сшитых структур, что приводит к существенному изменению первоначальной структуры, а соответственно, свойств полимера. Все эти процессы приводят к старению полимеров. Под старением понимают изменения молекулярной, надмолекулярной или химической структуры полимеров и полимерных материалов в процессе их переработки, хранения и эксплуатации, приводящие к изменению физикомеханических свойств. [c.115]

Как правило, реакции сольволиза, особенно гидролитической деструкции, идут одновременно с конкурирующими реакциями конденсации лигнина (реакциями сшивания цепей), препятствующими его растворению. [c.424]

Реакции сшивания (конденсации). Особенностью лигнина является значительная роль реакций сшивания цепей, называемых в химии лигнина реакциями конденсации. К ним относят все реакции сшивания цепей с образованием новых углерод-углеродных связей, независимо от механизма, приводящие к увеличению молекулярной массы, снижению растворимости и реакционной способности лигнина (см. 12.8.3 и 12.8.10). Реакции конденсации являются конкурирующими по отношению к реакциям деструкции, и для перевода лигнина в растворимое состояние необходимо предотвращать реакции конденсации. [c.425]

Классификация химических реакций целлюлозы как полимера рассмотрена выше в разделе, посвященном особенностям химических реакций полисахаридов древесины (см. П.3.1). У технической целлюлозы, выделенной из древесины, наибольшее значение из полимераналогичных превращений на практике имеют реакции функциональных групп. К этим реакциям относятся реакции получения сложных и простых эфиров, получения щелочной целлюлозы, а также окисление с превращением спиртовых групп в карбонильные и карбоксильные. Из макромолекулярных реакций наиболее важны реакции деструкции. Реакции сшивания цепей с получением разветвленных привитых сополимеров или сшитых полимеров пока имеют ограниченное применение, главным образом, для улучшения свойств хлопчатобумажных тканей. Реакции концевых групп используются в анализе технических целлюлоз для характеристики их степени деструкции по редуцирующей способности (см. 16.5), а также для предотвращения реакций деполимеризации в щелочной среде. Как и у всех полимеров, у целлюлозы одновременно могут протекать реакции нескольких типов. Так, реакции функциональных групп, как правило, сопровождаются побочными реакциями деструкции. [c.544]

При утомлении наблюдаются ориентация молекулярных цепей каучука, их механический разрыв в местах концентрации напряжений, химическая деструкция и сшивание цепей. Преобладание процесса деструкции или сшивания молекул зависит от свойств каучука. [c.136]

При хранении и переработке полимерных материалов, а также при эксплуатации изделий из них полимеры подвергаются воздействию различных факторов — тепла, света, проникающей радиации, кислорода, влаги, агрессивных химических агентов, механических нагрузок. Эти факторы, действуя раздельно или в совокупности, вызывают в полимерах развитие необратимых химических реакций двух типов деструкции, когда происходит разрыв связей в основной цепи макромолекул, и структурирования, когда происходит сшивание цепей. Изменение молекулярной структуры приводит к изменениям в эксплуатационных свойствах полимерного материала теряется эластичность, повышается жесткость и хрупкость, снижается механическая прочность, ухудшаются диэлектрические показатели, изменяется цвет, гладкая поверхность становится шероховатой, а иногда на ней появляется налет порошкообразного вещества. Изменения во времени свойств полимеров и изделий из них называют старением. [c.66]

При Облучении происходит либо деструкция, либо сшивание полимера, либо оба процесса одновременно. Поскольку гипотеза о случайном характере как актов деструкции, так и актов сшивания является весьма правдоподобной, статистическая теория оказалась применимой для анализа всего этого круга вопросов. Случайный характер обоих процессов позволяет применить для их рассмотрения удобный метод. Формально можно считать, что оба процесса протекают последовательно. Сначала происходят только разрывы главных цепей, которые приводят к некоторому новому распределению по молекулярным весам. Затем происходит сшивание молекул, подчиняющихся этому новому распределению. Первый обстоятельный анализ процессов сшивания, сопровождаемых деструкций молекул, был сделан Чарлзби [-0, 28, 29]. В работе [10] рассматривается поперечное сшивание макромоле- [c.53]

Некоторое повышение разрывной нагрузки лавсана в этом интервале доз облучения происходит за счет образования поперечных связей (сшивания цепей) [16]. Снижение механических свойств при увеличении дозы облучения происходит [16, 17] за счет преобладания процесса деструкции над процессом структурирования. [c.542]

Реакции разрыва и сшивания цепей сопровождаются значительными изменениями физических свойств эластомеров. Изменения мягкости или твердости, прочности на разрыв, ударной прочности, прочности на раздир, стойкости к растрескиванию при изгибе, удлинения при разрыве и т. д. являются определенной, но в большинстве случаев неизвестной функцией степеней деструкции и сшивания . Все эти изменения свойств полимера позволяют получить представление только о суммарном эффекте указанных двух процессов, но ничего не говорят об их абсолютных скоростях. В некоторых случаях удается подавить сшивание и выделить процесс деструкции, удалив молекулы на значительные расстояния друг от друга, например проводя реакцию в растворе или даже в частично набухшем геле. Так, каучук GR-S, который структурируется и отверждается при нагревании или окислении в твердом состоянии, быстро деструктирует при аналогичной обработке в растворе [107, 108]. Однако экстраполяция результатов опытов в растворе к свойствам в твердом состоянии очень трудна. [c.167]

Что касается золь-анализа, то он нашел широкое распространение в работах по изучению радиационного метода сшивания полимеров [33—37]. Расчеты Чарлзби [33, 34], устанавливающие связь между выходом золь-фракции, степенью сшивания и ММР исходных макромолекул, легли в основу метода оценки соотношения между реакциями сшивания и деструкции цепей [36]. Уравнение Чарлзби—Пиннера [36] основано на допущении о наиболее вероятном распределении по размерам макромолекул в исходном состоянии. Поэтому идея расчета сведена к использованию уравнения (4) для цепей, молекулярная масса которых уменьшена во столько раз, сколько произошло актов деструкции. Таким образом, [c.112]

Окисление полимерных углеводородов является причиной обесцвечивания и быстрой потери механической и диэлектрической прочностей. Например, удлинение нри разрыве разветвленного полиэтилена уменьшается от 570% до 40%, в то время как содержание поглощенного полимером кислорода увеличивается только до 1%. Очевидно, в процессе реакции деструктируется только небольшое число полимерных молекул, так как при повторном вальцевании в результате перераспределения деструктированных и непрореагировавших молекул достигается почти полное восстановление механической прочности [17, 18]. Характер изменения физических свойств полимера в процессе окисления отражает относительные скорости процессов сшивания и деструкции молекулярных цепей. Если преобладает разрыв, то молекулярный вес непрерывно умень- [c.455]

Основные химические процессы, идущие при облучении в полимерах, состоят в образовании поперечных связей (сшивание) и деструкции. Сшивание цепей заключается в образовании одной молекулы из двух отдельных молекул с длинными цепями, что ведет [c.345]

В результате облучения мономеров и полимеров, как это было показано в гл. 11, идут процессы сополимеризации в большие блоки, привитая полимеризация, сшивание цепей и деструкция органических молекул. Очень коротко эти же процессы рассматриваются здесь с промышленной точки зрения. [c.378]

В поливинилхлоридных композициях ПОД действ ием кислорода, света, повышенной температуры происходит отщепление H I, и тем самым ускоряется процесс старения. В результате отщепления имеет место сшивание цепей, а при нагревании в кислородной среде — и их деструкция. [c.122]

Реакции полимеров, протекающие с сохранением степени полимеризации, называют полимераналогичными полимерная цепь в этом случае служит носителем реакционных центров, взаимодействующих с низкомолекулярными соединениями. Полимераналогичные превращения всегда являются первой ступенью реакций сшивания и деструкции. Поэтому широкое изучение полимераналогичных реакций необходимо для понимания реакций на полимерах вообще. [c.7]

Действие солнечного света не только ускоряет процесс отщепления хлористого водорода, но и последующее окисление полимера. При облучении поливинилхлорида светом кварцевой лампы в течение первых 2 часов наблюдается заметное преобладание процесса окислительной деструкции над процессом сшивания цепей, полимер становится более пластичным, вязкость его раствора снижается. При более длительном облучении начинает преобладать процесс образования поперечных связей, возможно, с участием кислородных атомов. После 12—20 час. облучения полимер полностью утрачивает иластичиость и растворимость. [c.269]

Стабилизация макрорадикала сопровождается образованием двойных связей и сшиванием цепей. Одновременно с указанными процессами поливинилхлорид подвергается термоокислитель--ной деструкции с уменьшением длины цепей. [c.132]

Покрытия из ПВА отличаются высокой светостойкостью. Хбтя под действием УФ-облучения и происходит частичная деструкция полимера, однако она сопровождается рекомбинацией образующихся макрорадикалов и реакциями переноса цепи, В результате увеличивается ММ полимера и появляется нерастворимая фракция. Аналогичным образом действуют на ПВА малые дозы радиационного облучения. При высоких дозах происходит деструкция ПВА с выделением уксусной кислоты. Эффект сшивания илй деструкции и критическая доза облучения зависят от природы растворителя и концентрации полимера [12]. [c.67]

При действии на полимеры ионизирующих излучений с высокой энергией (у-лучей, быстрых электронов, рентгеновских лучей и др.) происходят деструкция и сшивание цепей, разрушение кристаллических структур и прочие явления. Под действием излучений макромолекулы полимера ионизируются и возбуждаются. Возбужденная молекула может распадаться на два радикала, т.е. деструктироваться А Я, +. Реакции деструкции и сшивания идут параллельно, а какому именно процессу подвержен тот или другой полимер зависит от его химического строения и значения теплот полимеризации. Так, деструкции более подвержены полимеры 2,2-замещенных этиленовых углеводородов (полиметилметакрилат, полиизобутилен, поли-а-метилстирол), целлюлоза, галогенсодержащие полимеры, которые имеют невысокие теплоты полимеризации. Полимеры с большой теплоюй полимеризации, не имеющие четвертичных атомов углерода в цепи, при облучении в основном сшиваются, а количество разорванных и сшитых связей зависит от интенсивности облучения. [c.113]

В производстве древесно-волокнистых плит размол приводит к разрушению преимущественно межклеточного вещества и незначительному повреждению клеточных стенок. В результате образуется малофибриллированное древесное волокно, поверхность которого большей частью покрыта лигнином. Химический состав древесины определяет характер процессов, протекающих при последующем горячем прессовании, во всем объеме клеточной стенки. При повышенной температуре в присутствии воды и кислорода воздуха происходят термогидролитические превращения высокомолекулярных компонентов древесного комплекса, сопровождающиеся реакциями окисления Под термогидролнтическими превращениями понимают совместно происходящие реакции гидролитической и термической деструкции и конкурирующие реакции сшивания цепей. [c.225]

Деструкция может быть вызвана окислением, автоокислеиием или гидролизом. Как и низкомолекулярные соединения, полимеры подвержены автоокислению в соответствующих условиях, особенно при повышенных температурах [21, 22]. Образующиеся в прот ессе окисления гидроперекиси обычно нестабильны при высоких температурах и разлагаются на свободные радикалы, т. е. реакция может стать автокаталитической вторичные продукты могут инициировать последующие реакции. Это в основном реакции деструкции и сшивания цепей. В промышленности эти процессы подавляют, добавляя антиоксиданты, такие, как фенолы и амины поэтому некоторые полимеры стабилизуют сразу после синтеза. Это очень важно для полидиенов, в,которых двойные связи особенно склонны вызывать автоокисление полимера. [c.247]

При хлорировании стереорегулярных цис-, А- и транс-1,4-поли-бутадиенов получают продукты присоединения по двойной связи с 2,3-дихлорбутановыми звеньями [68—70]. Типичным признаком такой структуры является, в частности, поглощение в области 650 см ИК-спектров полимеров [70]. При хлорировании полибутадиенов протекают также процессы сшивания и деструкции полимерных цепей. В продукте хлорирования цис-1,4-полибутадиена, содержащем около 70% хлора, обнаружено некоторое количество двойных связей транс-конфигурации [68]. По мнению авторов, последние образуются в полимере в результате отщепления НС1 от хлорированного полибутадиена. Последующее присоединение хлора к этим связям приводит к увеличению содержания хлора в продукте. Если реакция проводится в присутствии метанола, то образуется полимер с метоксигруппами (полоса 1095 см ИК-спектров). В таких полимерах даже при относительно низком содержании хлора двойные связи отсутствуют, а их элементный состав, по данным ЯМР, соответствует общей формуле С4НбС1п (0Ме)2-и, где п для образцов, содержащих 43,2 и 37,8% хлора, равняется соответственно 1,64 и 1,33. [c.40]

Радиационная стойкость сополимеров ТФХЭ — ВДФ сравнительно низка. Фторопласт-ЗМ выдерживает облучение дозой 0,24 МДж/кг (24 Мрад). Так как в молекулярных цепях одновременно присутствуют пергалогенированные звенья и метиленовые группы, воздействие ионизирующего излучения вызывает как деструкцию, так и сшивание цепей сополимера [45, с, 105— 109], Сшивание происходит вследствие рекомбинации полимерных радикалов, образующихся за счет разрыва связей —СН, — F и — I [54]. С увеличением содержания ВДФ эффектив-, ность сшивания п стойкость сополимера к радиации возрастают. Сополимер с содержанием 70% (мол.) ВДФ выдерживает облучение дозой 0,60 МДж/кг (60 Мрад), при этом разрушающее напряжение прн растяжении, относительное удлинение при разрыве и твердость снижаются на 36,4 14,8 и 10,87о соответственно [55, с. 303]. [c.162]

Как уже указывалось выше (стр. 70), кислород, по-видимому, не влияет на сшивание или деструкцию полиизобутн-лена [50], вероятно вследствие того, что разрывы цепей. [c.133]

В ряду поли-к-алкилметакрилатов наблюдается непрерывное повышение величины поглощенной энергии, Ед, затрачиваемой на разрыв одной связи в основной цепи. Так, значение 2 д составляет 59 эв для ПММА [175], 75 эв для полиэтилметакрилата и 146 эв для поли-к-бутил-метакрилата [186, 195]. В полимерах с очень длинными боковыми цепями — полидодецилметакрилате и полиоктадецилметакрилате — преобладают процессы сшивания, и в результате облучения эти полимеры приобретают сетчатую структуру и теряют способность растворяться [186]. На основании этих наблюдений была развита теория деструкции и сшивания нолиметакрилатов [195]. При этом иринимали, что процессы сшивания и деструкции протекают независимо друг от друга, и общий выход каждого из них пропорционален поглощенной энергии излучения. [c.106]

Декстран, молекула которого состоит в основном из а-1,6-глюко-зидных звеньев при случайных разветвлениях в положении 3, под действием излучения деструктируется [326, 327]. Методом светорассеяния было исследовано изменение молекулярного веса декстрана в результате его облучения электронами в сухом состоянии [326]. Исходя из полученных данных, была вычислена величина кажущейся энергии разрыва полимерной цепи Ед = 130 эв, которая значительно превышает аналогичную величину для целлюлозы (Ец = 9 эв). Это дало основания для предположения об одновременном протекании в декстране конкурирующего процесса сшивания [328]. Недавно было опубликовано сообщение [329], в котором приведены данные, свидетельствующие об одновременном протекании в декстране при облучении у-лучами реакций сшивания и деструкции, однако в этой работе было получено более низкое значение Ед, равное 19 эв. В результате облучения степень разветвленности у сильно разветвленных полимеров снижается, в то время как у мало разветвленных полимеров — увеличивается. Наблюдалось увеличение полидисперсности полисахаридов в результате облучения. Это кажется неожиданным, учитывая полученные ранее результаты [326] и то, что полимеры, обладающие высокой полидисперсностью, в результате облучения становятся более однородными в том случае, когда реакции деструкции преобладают над реакциями сшивания. [c.117]

Скорость деструкции эластомеров может быть оценена путем сопоставления количества поглоп] енного кислорода и соотношения начальной и конечной вязкости образца. Результаты, полученные различными методами, подтверждают вывод о том, что возможность разрыва цепей при высоких температурах больше, хотя нет точного количественного соответствия между результатами, полученными различными методами. Тем не менее, по-видимому, непосредственная зависимость между поглош ени-ем кислорода и числом разорвавшихся связей в макромолекуле суш,еству-ет, и скорость распада цепи зависит как от температуры, так и от концентрации кислорода. Определение изменения модулей является чувствительным методом для характеристики относительных скоростей деструкции и сшивания цепей при разных температурах. При более низких температурах преобладает реакция сшивания в саженаполненных смесях [c.461]

Если молекулярный вес полимера достигает очень большой величины посредством сшивания цепей или их удлинения, растворимость его во всех растворителях надает до нуля. Этот эффект можно видеть на нримере трехмерных полимеров, таких, как фенолформальдегидные смолы, сшитые ионообменные смолы и, возможно, природный лигнин до его химической деструкции, разрушающей поперечные связи. [c.595]

Если допустить, что пероксидирование происходит только согласно уравнениям (3) — (6), то следует ожидать, что интенсивность предварительного облучения не влияет значительным образом на выход перекисей. Однако интенсивность облучения приобретает большое значение, когда скорость диффузии кислорода в полимере отстает от скорости образования полимерных радикалов. В таком случае в полимере преобладают реакции сшивания и деструкции, однако их можно подавить, увеличив давление кислорода во время облучения. Концентрация полимерных перекисей возрастает с увеличением дозы облучения. Было доказано, что при низких дозах концентрация перекисей растет линейно, а при очень высоких дозах преобладает радиолиз перекисных групп и наблюдается снижение общей скорости пероксидирования [41], Концентрация перекисей в основной цепи полимера определяет количество привитых участков, в то время как их длина регулируется температурой прививки и концентрацией мономера. [c.60]

Хотя сшивание и деструкция могут происходить одновременно, один из этих процессов обычно превалирует. Если число поперечных связей, образующихся на 100 эв поглощенной энергии, больше, чем приблизительно четвертая часть числа разрывов главной цепи на 100 эв, то конечным эффектом действия излучения будет образование сетки полимера. Если число разрывов главной цепи больше, чем приблизительно учетверенное число поперечных связей, то полимер в целом будет деструктиро-вать [С69]. [c.177]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология