Estamos em contato com plásticos ou outros polímeros e ouvimos frequentemente sobre antioxidantes. Também é possível entender que os antioxidantes são usados para anti-oxidação e antienvelhecimento, mas provavelmente a maioria deles não entende o mecanismo. Hoje, vamos aprender as causas, mecanismos e soluções do envelhecimento de materiais poliméricos.
O que é oxidação?
A oxidação, em sentido restrito, refere-se à reação química entre o oxigênio e outros elementos materiais. É também um processo importante de unidade química. Em um sentido amplo, oxidação refere-se ao processo dematérialperda de elétrons (aumento do número de oxidação).
Explicação popular: amarelecimento, envelhecimento, endurecimento, fragilização, amolecimento, embotamento, ferrugem e outros fenômenos causados pelo vento, chuva, oxigênio no ar, energia da água e erosão eólica podem ser classificados como oxidação.
O melhor exemplo é que a maçã após o corte é exposta ao ar por um período de tempo e fica gradualmente amarela.
De fato, não apenas as maçãs serão oxidadas, mas também a nossa pele. Produtos plásticos e polímeros serão oxidados e envelhecidos!
O envelhecimento é um processo universal na natureza. O processo mais comum ao nosso redor é o processo da vida desde o nascimento, crescimento e envelhecimento, que é o processo de envelhecimento mais típico.
Polímero é o mesmo. No processo de processamento e uso, devido ao efeito abrangente do calor, oxigênio, água, luz, microorganismo, meio químico e outros fatores ambientais, a composição e a estrutura química dos materiais poliméricos sofrerão uma série de alterações e as propriedades físicas deteriorará correspondentemente, como endurecimento, viscosidade, fragilização, descoloração, perda de resistência e assim por diante. Essas mudanças e fenômenos são chamados de envelhecimento.
Quais são as desvantagens do envelhecimento de polímeros moleculares?
1. Reduzir propriedades mecânicas
2. Descoloração
3. Reduza a transparência
4. Amarelecimento e envelhecimento
5. Mania
6. Odor (álcoois, aldeídos, cetonas) ······
Envelhecimento de polímeros, que fatores são os culpados?
1. Estrutura do polímero: a estrutura da ligação dupla e do anel de benzeno não é estável o suficiente, o que é fácil de levar à decomposição do polímero e ao amarelecimento
2. Impurezas residuais na síntese de polímeros: peróxidos e íons metálicos levam à degradação e amarelecimento de polímeros
3. Oxigênio (ar): a presença de oxigênio e ozônio causa a decomposição de polímeros
4. Energia: estresse mecânico, calor, UV
5. Poluição do ar: NOx, Sox
6. Água, umidade: pode levar à dissolução e precipitação; biologia: degradação causada por enzima biológica
Por que os polímeros envelhecem?
O polímero formará moléculas de estado excitado sob a ação do calor ou da luz. Quando a energia é alta o suficiente, a cadeia molecular se quebra para formar radicais livres, que podem formar reação em cadeia no polímero, continuam a causar degradação e também podem causar reticulação.
Culpado: radical livre R ·
Se houver oxigênio ou ozônio no ambiente, uma série de reações de oxidação será induzida para formar os hidroperóxidos (ROOH) e decompor-se ainda mais em carbonilos.
Se houver íons metálicos catalisadores residuais no polímero, ou íons metálicos como cobre, ferro, manganês, cobalto, etc. forem introduzidos no polímero durante o processamento e o uso, a degradação oxidativa do polímero será acelerada.
