首页 >
聚合物降解
✍ dations ◷ 2025-08-08 04:37:23 #聚合物降解
聚合物降解(polymer degradation)是在聚合物加工过程中,可能在高温和应力作用下或者在聚合物中的微量水分、酸、碱等杂质以及空气中氧的作用,而导致分子链分裂成较小部分,大分子结构改变,分子量降低等化学变化的过程。在热和剪切力的影响下,聚合物的降解是无规则的进行。主要包括以下几个方面:主链任一化学键断裂产生初始游离基;初始游离基使相邻的C-C键断裂,形成新游离基的同时形成分子链末端降解产物或单体析出;游离基重合而链终止。这种降解常常发生在加工的高温条件下,聚合物中有微量水分、酸或碱等杂质时有选择的进行,由于碳-杂链键能较弱,稳定性较差,因此降解发生在碳-杂链处(如C-N、C-O、C-S等)。无论是天然聚合物还是合成聚合物,在加工、贮存、使用的过程中都会产生降解现象。例如:棉,麻等天然聚合物在使用较长时间后会泛黄,变色,脆化;汽车或自行车的轮胎等橡胶制品使用一段时间后会硬化、龟裂甚至破裂;酚醛等热固性树脂,加工过程温度过高或时间过长,会变色粉化,未使用就已破坏,这是塑料在加工过程中的降解表现;由不饱和聚酯或环氧树脂为主,制成的玻璃纤维增强塑料(俗称玻璃钢),经日晒雨淋,会泛黄,透明度下降,最后变脆粉化,这是热固性树脂在使用过程中的降解表现。在加工过程,聚合物能否发生降解和降解程度与加工条件和聚合物本身性质等因素有关。当加工提供的能量不小于键能时容易发生降解,而键能大小与结构有关。例如:主链上伯碳原子的键能大于仲碳,叔碳和季碳原子,因此与叔碳或季碳原子相邻的键易降解;当主链含有双键时,在β位置的单键具有相对不稳定性,因此橡胶比其他聚合物更容易降解;在聚合物中除碳,氢之外,还有其他元素或集团也会对稳定性造成影响,如羟基,羧基,酰胺集团等等。包括晶态,非晶态,取向态,橡胶态及超分子结构,与聚合物的链结构规整性,温度,成型工艺等有关。一般,非晶态材料比晶态材料的密度小,从而发生氧化,水解等方式降解;又如含支链的聚乙烯比结晶聚乙烯更易降解。在加工温度下,聚合物中有一些具有较不稳定结构的分子最早分解。只有过高的加工温度和过长的加热时间才会引起其他分子的降解。若仅由于过热而引起得到降解称为热降解。空气中的氧在高温下能使聚合物生成键能较弱,极不稳定的过氧化结构,活化能Ed较低,容易形成游离基,使降解反应大大加速。在剪切作用下,聚合物大分子键角和键长改变并被迫产生拉伸形变,当剪应力的能量超过大分子键能时,会引起大分子断裂降解。在单纯应力作用下引起的降解称为力降解(或机械降解)。聚合物存在的微量水分在加工温度下有加速聚合物降解的作用。在高温高压下由水引起的降解反应称为水解作用。聚合物降解反应可分为以下几类:
光氧降解:仅由于过热而引起得到降解,但较为普遍的是热氧共同作用引起聚合物的降解;聚合物在吸收紫外线等辐射能后,容易形成电子激发态,其中的一部分产生光化学过程,使聚合物破坏,在大气环境中,聚合物还要受到氧的影响,造成光氧降解。臭氧降解:污染大气的二氧化氮是地面形成臭氧的根源。臭氧不稳定,在常温下缓慢分解成氧,当温度高于200度时,它将迅速分解,氧化能力比氧强很多,会引起聚合物降解。力降解(又称机械降解):在单纯应力作用下引起的降解。在加工过程中存在的降解作用使制品外观变坏,内在质量降低,使用寿命缩短。因此要采取以下措施避免⒈严格控制原材料的性能指标,使用合格原料;⒉在加工之前,对聚合物进行严格的干燥;⒊根据聚合物的性质和产品要求,确定合理的加工工艺和加工条件;⒋加工设备和模具应有良好的结构;⒌根据聚合物的特性,在配方中加入抗氧剂,稳定剂等试剂。有些情况也可以利用降解作用来改善聚合物的性质,扩大聚合物的用途。例如,生橡胶在塑练时,通过降解作用来降低分子量,改善橡胶性。
相关
- 空气空气是指地球大气层中的气体混合。它主要由78%的氮气、21%氧气、还有1%的稀有气体和杂质组成的混合物。空气的成分不是固定的,随着高度的改变、气压的改变,空气的组成比例也会
- 肝糖糖原(英语:glycogen,又称肝糖、动物淀粉)是人类等动物和真菌储存糖类的主要形式;是多糖的一种,由葡萄糖失水(脱水)缩合作用而成。主要生物学功能是作为动物和真菌的能量储存物质。
- 鹿花菌孢印黄色异养腐生真菌美味鹿花菌(学名:Gyromitra esculenta),又名鹿花蕈或河豚菌,是鹿花菌属下的假羊肚菌,分布在欧洲及北美洲。它们生长在针叶林的沙质土壤,于春天及初夏长成。子
- 脾脾脏是脊椎动物的一种外周淋巴器官。人类的脾脏位于腹腔的左上方,由红髓、白髓、边缘区,以及将之被覆的被膜、小梁组成。健康成人的脾脏约重150-200克:68。活体时,脾为暗红色,质
- 人脑人脑分为左右两个大脑半球,二者由神经纤维构成的胼胝体相连。人脑和其他哺乳动物的脑结构相似,但是容量却很不寻常,和人类相同体型的哺乳动物的比较,人的大脑要大得多,智慧的当然
- 人因工程学人体工学(又称人类工效学、人机工程学、人因工程学、人因学)是一门重要的工程技术学科,为管理科学中工业工程专业的一个分支,是研究人和机器、环境的相互作用及其合理结合,使设计
- 被忽视热带病被忽略的热带疾病 (Neglected Tropical Diseases,简称NTD) 是一类在发展中地区(如漠南非洲、东南亚及拉丁美洲)的低收入人群中,常见的由许多种不同疾病组成的热带感染疾病。这些
- 草酰乙酸草酰乙酸(Oxaloacetic acid, OAA, 或称草乙酸,oxalacetic acid)是一种结晶有机化合物,化学式:HO2CC(O)CH2CO2H。其共轭碱为生物体内许多代谢常见的中间物。参与糖质新生、尿素循
- 水泡状胎块葡萄胎也称水泡状胎、水泡状胎块(Hydatidiform Mole) 是一种异常的人类妊娠,系由着床但未成功发育的受精卵所造成。因其特征为胎盘绒毛间质水肿,形成透明或半透明的薄壁水泡,形似
- 资源描述框架资源描述框架(英语:Resource Description Framework,缩写:RDF),是万维网联盟(W3C)提出的一组标记语言的技术规范(英语:Specification (technical standard)),基于XML语法及XML Schema的