Penuaan bahan polimer

Bahan polimer digunakan secara meluas dalam industri dalam bentuk salutan dan bahagian keseluruhan. Mereka merujuk kepada bahan penebat elektrik pepejal… Banyak jenis polimer telah dibangunkan, tetapi semuanya mengalami proses penuaan yang tidak diingini yang merendahkan ketahanan, penampilan dan kekuatannya. Penuaan mengubah struktur dan komposisi kimia bahan polimer.

Penuaan polimer boleh berlaku akibat pelbagai faktor:

• cahaya (sinaran ultraungu);

• udara (ozon dan oksigen);

• suhu (tinggi atau rendah, serta perbezaannya);

• kelembapan;

• beban mekanikal (haus, mampatan dan ketegangan, tekanan sederhana);

• pendedahan kepada persekitaran yang agresif (asid dan bes);

• pendedahan kepada mikroorganisma;

• daripada pengaruh beberapa faktor di atas.

Polimer adalah sebatian berat molekul yang tinggi dan mekanisme penuaannya adalah disebabkan terutamanya oleh proses pemusnahan rantai makromolekul.

Terdapat dua jenis kemusnahan - huru-hara dan rantai.Dalam kes pemusnahan rawak, pecah makromolekul dan pembentukan sebatian stabil dengan berat molekul berkurangan berlaku mengikut undang-undang rawak. Menurut mekanisme ini, pemusnahan kimia polimer adalah disebabkan oleh tindakan asid, bes dan reagen.

Pemusnahan rantai membawa kepada beberapa tindakan perpecahan molekul mengikut proses tertentu, mekanisme penuaan polimer tersebut biasanya dicetuskan oleh pengaruh tenaga tinggi (suhu, cahaya dan sinaran).

Kajian tentang masalah penuaan polimer adalah rumit oleh fakta bahawa sifat dan strukturnya berbeza, masing-masing, proses pemusnahan rantai molekul berbeza. Juga tiada kaedah untuk perakaunan berbilang faktor keadaan persekitaran yang membawa kepada penuaan.

Sebagai kriteria yang mencirikan rintangan bahan polimer terhadap penuaan, konsep operasi (pemeliharaan sifat polimer yang menjamin kebolehgunaan produk) dan tempoh pemeliharaan sifat operasi digunakan.

Terdapat 3 kaedah untuk melindungi polimer daripada penuaan:

1) perlindungan aktif,

2) perlindungan pasif,

3) digabungkan.

Perlindungan aktif polimer bermakna mengurangkan kesan faktor penuaan. Kaedah pasif termasuk pelbagai cara untuk meningkatkan kestabilan polimer menggunakan bahan tambahan penstabil, penghapus radikal bebas, penghapus produk penuaan aktif, penstabil cahaya, antioksidan, antiozon, kalis api, antiradikal, agen antiradiasi di bawah tekanan mekanikal, perencat kakisan dan biosid dengan penstabilan Hartanah.Juga, salutan pelindung digunakan, yang lebih tahan terhadap penuaan daripada bahan polimer asas.

Penstabil cahaya polimer yang paling mudah ialah oksida besi (kandungan sehingga 1%), karbon hitam, fthalocyanine (sehingga 0.1%) dan sebatian kompleks nikel.

Penstabil antioksidan terdiri daripada dua jenis: menghalang penguraian hidroperoksida dan memutuskan rantai tindak balas kimia oksidatif.

Antara antioksidan yang menghentikan pemusnahan, antioksidan jenis fenolik dan amina boleh diasingkan, serta merkaptan, sulfida dan tiofosfat. Pengenalan kedua-dua jenis antioksidan ke dalam polimer meningkatkan kesan anti-penuaan.

Biasanya, pengeluar bahan polimer juga menghasilkan pelbagai jenis penstabil.Bahan berikut boleh dibezakan daripada pengeluar bahan mentah asing: Arkema, Perancis (Thermolite), Baerlocher, Jerman (penstabil berasaskan CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, Amerika Syarikat (tahan api HBCD, Bomba, penstabil PVC Mark, Lowilite, perencat Naugard 300-E, antioksidan Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Switzerland (antioksidan IRGANOX, penstabil IRGAFOS), penstabil PVC syarikat Jerman Ika, dan lain-lain.