Эксплуатация полимеров

Деструкция полимеров — это разрушение макромолекул - под действием различных физических и химических агентов. В результате деструкции, как правило, уменьшается молекулярная масса полимера, изменяется его строение, а также физические и механические свойства полимер становится непригодным для практического использования. Следовательно, этот процесс является нежелательной побочной реакцией при химических превращениях, переработке и эксплуатации полимеров. В то же время реакции деструкции в химии высокомолекулярных соединений играют и положительную роль. Эти реакции используют для получения ценных низкомолекулярных веществ нз природных полимеров (например, аминокислот из белков, глюкозы из крахмала), а также для частичного снижения молекулярной массы полимеров с целью облегчения их переработки. С помощью некоторых деструктивных процессов можно определять строение исходных полимеров и сополимеров. Процессы, приводящие к разрыву химических связей в макромолекулах, как уже отмечалось, используют для синтеза привитых и блок-сополимеров. [c.67]

Все органические полимеры являются теплоизоляторами. Поэтому резкие смены температуры в процессе переработки и последующей эксплуатации полимеров способствуют возникновению в них больших внутренних напряжений, которые могут вызвать растрескивание материала. [c.14]

Однако, хотя детали надмолекулярной организации или релаксационные характеристики влияют —и подчас решающим образом—на электрическую прочность полимеров, вряд ли можно рекомендовать само свойство электрической прочности применять для исследований структуры или структурных переходов. Для этого, как мы видели, есть более прямые и эффективные методы. Задача должна ставиться наоборот зная все структурные и релаксационные факторы, влияющие на электрическую прочность, следует выбирать оптимальные структуру и условия для технической эксплуатации полимеров как диэлектриков. [c.263]

В процессе переработки и эксплуатации полимеры находятся в контакте с кислородом и подвергаются окислению, которое приводит к деструкции полимера и накоплению в нем кислородсодержащих групп (карбонильных, гидроксильных, пероксидных и т, д.). Механизм окисления полимеров, в котором участвуют С — Н-связи, в своих главных чертах похож на механизм окисления углеводородов в жидкой фазе. По реакции кислорода с С — Н-связями полимера и содержащимися в нем примесями образуются свободные радикалы. Окисление развивается как последовательность стадий [c.290]

Химические превращения полимеров включают самые разнообразные химические реакции, в результате которых происходит изменение химического строения или степени полимеризации макромолекул. Химические превращения полимеров могут осуществляться целенаправленно для получения новых классов высокомолекулярных соединений и протекать самопроизвольно под действием тепла, света, кислорода воздуха, механических напряжений и других факторов при эксплуатации полимеров, что приводит к ухудшению их физико-механических характеристик. [c.51]

Следовательно, знание механизма и основных закономерностей процессов деструкции необходимо для их регулирования с тем, чтобы интенсифицировать в тех случаях, когда деструкция желательна, и подавить или свести к минимуму, когда она нежелательна, в частности, при переработке и эксплуатации полимеров. [c.67]

Поскольку в процессе переработки и эксплуатации полимер обычно подвергается совместному воздействию как физических, так и химических факторов, это значительно осложняет строгую идентификацию исходного фактора или агента, вызывающего деструкцию. Поэтому целесообразнее классифицировать процессы деструкции, основываясь на существенных особенностях их механизма. [c.68]

Знание механизма и основных закономерностей процессов деструкции полимеров необходимо для регулирования этой реакции, чтобы в тех случаях, когда этот процесс используют в технологии, интенсифицировать его, а при переработке и эксплуатации полимеров — свести до минимума. [c.264]

Некоторые гетероцепные полимеры деполимеризуются при нагревании с довольно высоким выходом. Так, полиметиленоксид деполимеризуется с образованием формальдегида, а при нагревании целлюлозы в вакууме при 100 С удается получить с хорошим выходом 1,6-ангидро-глюкозу. Тепловое воздействие играет большую роль и при других видах деструкции полимеров, повышая скорость, например, химической деструкции, механохимических процессов. Поскольку в условиях эксплуатации полимеров обычно протекает не термическая, а термоокислительная деструкция, то принципы стабилизации в этом случае ничем не отличаются от стабилизации полимеров к окислительной деструкции. [c.290]

Фотохимическая деструкция. Такие процессы деструкции полимеров имеют очень большое практическое значение, так как при эксплуатации полимеры почти всегда подвергаются действию света. Реакции, протекающие при облучении полимеров, играют большую роль в процессах старения полимеров и часто определяют срок службы природных и синтетических волокон, изделий из резины и пластических масс, лакокрасочных покрытий. [c.290]

Температура разложения характеризует момент деструкции макромолекул i нагревании. Наряду с температурой размягчения этот показатель позволяет точ выбирать режим переработки и условия эксплуатации полимеров. [c.237]

Широкое использование полимерных материалов в технике н сельском хозяйстве стимулировало исследования химических реакций в полимерной среде. В процессе получения, переработки и эксплуатации полимеров (полиэтилена, полипропилена, каучука, полистирола, полиэфиракрилатов) в-них возникают свободные радикалы и протекают разнообразные радикальные реакции. Образование свободных радикалов происходит под действием света, проникающей радиации, при окислении кислородом или механических воздействиях. Кинетика радикальных процессов в твердых полимерах имеет ряд особенностей, которые заслуживают специального рассмотрения. Эти особенности обусловлены химическим строением и физикой молекулярных движений в твердом полимере. [c.234]

Со времени появления высокомолекулярных соединений начались исследования по определению их долговечности. Был предложен ряд методов сравнения продолжительности эксплуатации полимеров в природных условиях и в условиях искусственного старения. И хотя в настоящее время разработаны стандарты проведения искусственного старения, исследователи еще не пришли к окончательному выбору наиболее надежных методов определения долговечности полимеров. На основе теоретических исследований и многолетней практики применения полимеров в различных областях науки и техники определена степень их стойкости в условиях эксплуатации, что позволяет четко разграничить области их применения. [c.10]

Ламинированием называют процесс упрочнения произведений на бумаге путем наслоения на листы бумаги (с одной или двух сторон) термопластичной полимерной пленки. Ламинирование существенно увеличивает длительность существования бумаги. Применяемые полимеры должны быть бесцветными, давать прозрачные пленки, обладать гибкостью, прочностью, адгезией к бумаге и главное — долговечностью, определяемой с помощью методов искусственного старения, а также из данных, полученных при эксплуатации полимеров. [c.246]

Поликарбонат на основе бисфенола А имеет аморфное строение. Однако в процессе переработки или дальнейшей обработки и эксплуатации полимер может кристаллизоваться. [c.103]

Сущность статических методов заключается в регистрации скачков дилатометрических, теплофизических [1], квазистатических механических, диэлектрических и других свойств полимеров при изменении температуры. Методы находят широкое применение ввиду относительно простого аппаратурного оформления и быстрого определения переходов, характеризующих температурные границы переработки и эксплуатации полимеров. [c.370]

При синтезе и эксплуатации полимеров часто имеет место окислительная деструкция, которая протекает менее избирательно, чем другие виды химической деструкции ей подвержены как гетероцепные, так и карбоцепные полимеры. [c.109]

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]

Подробно вопрос о связи фазово-агрегатных и релаксационных состояний мы рассмотрим в гл. ХП1, здесь же отметим только, что релаксационные состояния можно было бы ввести и для обычных веществ. Хрестоматийными примерами стали хрупкое разрушение струи жидкости при попадании в нее пули (очень быстрое воздействие) или даже удар о разреженную атмосферу , используемый в космонавтике. Но такие эффекты в низкомолекулярных веществах все-таки экзотика , а при исследовании и эксплуатации полимеров подобные явления приходится принимать во внимание буквально на каждом шагу. [c.31]

Реакции, происходящие при старении полимеров, могут протекать по радикальному, ионному и редко по молекулярному механизмам. Радикальные процессы развиваются при эксплуатации полимеров в естественных атмосферных условиях, в космосе, при действии радиации. Ионные процессы обычно имеют значение при эксплуатации полимеров в агрессивных средах. [c.66]

Пластификация чаще всего осуществляется введением в полимер пластификаторов — низкомолекулярных веществ, которые способны частично или неограниченно смешиваться (совмещаться) с полимером. В этом отношении пластификаторы ничем не отличаются от обыкновенных растворителей. Однако в технике, чтобы во время переработки и эксплуатации полимера не утрачивались свойства, приобретенные прн пластификации, применяют только нелетучие высококипящие вещества. Пластификаторы должны хорошо совмещаться с полимером, образуя с ним истинный раствор, прочно и длительное время удерживаться в полимерной композиции, не отслаиваться (не выпотевать ) даже при очень низких температурах. [c.509]

Коэффициент теплоотвода определяется с учетом параметров теплопередачи между элементами пары трения и активности охлаждения. Допускаемая избыточная температура равна разности между допускаемой температурой эксплуатации полимера и температурой окружающего пространства. [c.171]

Рассмотрим пример выбора количественного соотно шения между полимером и пластификатором на основании приведенной диаграммы. Если интервал температур эксплуатации полимера находится в пределах — 2, то. как видно нз рис. 146, непластифицированный полимер непригоден, поскольку предел хрупкости (вязкость выше 10 пз) чистого полимера лежит внутри этого температурного интервала. Введение в полимер пластификатора снижает его вязкость. [c.355]

Ингибирование реакции окисления полимерных углеводородов имеет большое значение для увеличения срока их эксплуатации. Следует, однако, учитывать, что полимерные углеводороды различаются по устойчивости к окислению в различных условиях экспозиции, даже если основные реакции окисления протекают по одному и тому же механизму. На практике поэтому целесообразно подбирать стабилизатор (или смесь стабилизаторов) в соответствии с составом полимера, а также условиями его эксплуатации. Потеря антиоксиданта в результате летучести или экстрагирования также снижает срок эксплуатации полимера [65]. [c.470]

С увеличением жесткости и полярности полимерных макромолекул возрастает время перемещения сегментов, а это значит, что затвердевание будет происходить при более высоких температурах. Полимер в стеклообразном состоянии отличается от того же полимера в высокоэластическом состоянии подвижностью элементов структур макромолекул, т. е. временами релаксации для макромолекул, сегментов и надмолекулярных образований в стеклообразном состоянии они очень велики и часто превышают время испытания или эксплуатации полимеров. Последнее подтверждается тем фактом, что значение температуры стеклования зависит от времени выдержки образца полимера в процессе физического или механического воздействия. [c.108]

Особенно чувствительны к действию света тонкие пленки из полимеров. Та к, пленки из полиэтилена, изделия из полиметилметакрилата, целлюлозы значительно быстрее разрушаются при действии света. Увеличение интенсивности светового потока ускоряет реакции фотодеструкции, что наблюдается, например, при эксплуатации полимеров в южных районах, в горах, где увеличена интенсивность световых потоков и ультрафиолетовых лучей. [c.189]

Максимальные температуры длительной эксплуатации полимеров [c.270]

B. П. могут осуществляться также в процессах переработки и эксплуатации полимеров под влиянием тепла, света и т. п., что оказывает существенное влияние на физико-механич. свойства материалов и изделий. Несомненно, что учет В. п. при любых операциях с полимерами — необходимое условие получения макромолекул заданного строения. [c.244]

Переработка и эксплуатация полимеров сопровождаются их деструкцией, приводящей, в частности, к изменению М.-м. р. и, следовательно, свойств продуктов. В свою очередь, М.-м. р. исходного полимера оказывает существенное влияние на кинетику деструкции и изменение средних М. м. Характер изменения М.-м. р. и влияние исходного М.-м. р. на кинетич. характеристики процесса зависят от конкретного механизма деструкции. [c.148]

При хранении и эксплуатации полимеров, полимерных материалов и изделий постепенно ухудшаются их физико-мехаии-ческие свойства. Такое необратимое изменение свойств во времени называется старением. Основной причиной старения полпмеров является действие кислорода воздуха. Кислород наряду с различными активирующими факторами (свет, тепло, ионизирующие излучения и др.) вызывает в полимерах сложные процессы, в том числе реакции окисления, деструкции, струк-Т фирог ания и т. п. Особенно велика роль процессов окисления при старении эластомеров, так как в состав их макромолекул обычно входят реакциоиносиособные двойные связи и сс-метиленовые группы. С целью предотвращения вредного влияния кислорода в каучуки, как и вообще в полимеры, вводят различные добавки стабилизаторов — ингибиторов окисления. [c.28]

Прямым синтезом не всегда удается получить полимер пространственного строения. Поэтому синтезируют сначала линейный полимер, а затем из него получают пространственный. При этом можно регулировать частоту сетки и соответственно свойства конечного продукта. Примером такого двухстадийного синтеза пространственного полимера является получение резины (вулканизация каучука). Часто для синтеза пространственных полимеров используют олигомеры. Переход от линейного полимера к пространственному происходит иногда самопроиз-волыю (при хранении или эксплуатации полимера или изделий из него) в результате взаимодействия функциональных групп полимера друг с другом, с различными примесями или с кислородом воздуха. [c.220]

Стойкость полимера к термической деструкции определяется его термостойкостью, т.е. способностью сохранять химическое строение и основные свойства при высоких температурах переработки и эксплуатации полимеров. Наиболее высокой термостойкостью обладают трехмерные сетчатые и лестничные полимеры, содержащие большое число ароматических звеньев в своей структуре. Достаточно устойчивы к термической деструкции и некоторые гетероцепные полимеры, такие как полиимиды, полибензоксазолы, полиоксифенилен и др. Термическая деструкция, особенно при эксплуатации материалов на основе полимеров, сопровождается окислением, т.е. происходит совместное действие тепла и кислорода -термоокислительная деструкция. Устойчивость материалов к термоокислительной, да и к другим видам, деструкции характеризуется потерей массы их при нагревании. Для характеристики полимеров по этому показателю применяется термофавиметрический метод анализа (ТГА). На рис. 4.4 приведены термогравиметрические кривые ргаложения политетрафторэтилена в атмосфере азота и ки Jюpoдa воздуха. [c.111]

Старение представляет собой процесс самопроизвольного изменения свойств полимеров (прочности, эластичности, твердости и т. д.), протекающий при хранении или эксплуатации полимеров и материалов на их основе. Старение является, прежде всего, результатом химических процессов, обусловленных действием кислорода, озона (небольшие количества его всегда находятся в атмосфере), нагревания, света, радиоактивного излучения, механической деформации и т. д., которые приводят к деструкции и структурированию. Из перечисленных факторов решающее значение имеет действие кислорода, остальные играют роль инициаторов окисления. Старение возможно также за счет испарения из полимерной композиции летучих компонентов (ингибиторы, пластификаторы), а также зелаксации цепей или их участков у ориентированных материалов. Ла рис. 199 показано влияние окислительного старения на механические свойства вулканизатов. [c.644]

Кроме того, при эксплуатации полимеров на них могут действовать различные органические вещества, приводящие к реакциям обменного разложения, часто называемые реакциями сольволиза. Так, например, при действии аминов шроисходит аммонолиз, спиртов — алкого-лиз, меркаптанов — меркаптолиз, уксусной кислоты — ацетолиз и т. д. Некоторые из этих реакций описаны в работах [7, с. 175 30]. [c.14]

При циклических нагружениях область нагрузок и удельных работ разрушения разделяется на два интервала. При малых, по больших Wu скорость роста трещины у ностоянна и не зависит от частоты (поэтому и долговечность Тд пе зависит от частоты, как и для сшитых эластомеров [7.47]. Этот режим авторы назвали усталостным режимом роста трещины. При больших W наблюдается возрастание V с увеличением частоты (квази-статический режим роста трещины). Показано далее, что имеется тесная связь между закономерностями роста трещины при статическом и циклическом нагружении. В обоих случаях аналитические выражения близки по форме, как и формулы (7.14) для эластомеров. Максимальный уровень напряжений в цикле, обеспечивающий безопасную эксплуатацию полимера при циклических нагрузках, должен быть ниже порогового. [c.217]

Чем выше температура, тем отчетливее проявляются в полимерах релаксационные процессы. Поэтому интересно выяснить роль релаксацпоппых явлений в высокоэластическом состоянии полимера, в котором релаксационные свойства определяют многие физические процессы. Эластомеры — класс полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии в области температур, характерной для земных условий (от —60 до +50 °С), т. е. для естественных условий эксплуатации полимеров. Поэтому знание природы процессов разрушения эластомеров имеет и непосредственно практическую значимость. [c.219]

В процессе переработки и эксплуатации полимерных материалов при повышенных температурах происходят разнообразные ххшическхге процессы, сопровождающиеся выделением низкомолекулярных продуктов и образованием сшитых структур. Изменение строения исходного полимера чаще всего приводит к ухудшению его свойств. Поэтому понятен тот большой интерес, который проявляется во всем мире к изучению процессов деструкции полимеров. В связи с тем что детальная теория химических превращений полимеров под действием высокой температуры, кислорода, радиационных и других воздействий в настоящее время еще только разрабатывается, большое значение имеют подробное экспериментальное изучение кинетики и механизма превращений в конкретных системах, а также экспериментальная оценка стабильности полимеров и роли различных ингибирующих добавок. Не менее важны разработка методов технической характеристики полимеров в производственных условиях, определение вредных летучих продуктов, образующихся в процессе производства и при эксплуатации полимеров, особенно в закрытых помещениях. [c.149]

Рис. 33.8. Зависимость температуры длительной эксплуатации полимеров от их термоокислительной сюйлосги