Основные понятия физики и химии полимеров

Фотохимическая деструкция (фотолиз)
Наибольшее воздействие на полимеры оказывает свет с короткой длинной волны (меньше 400нм) полиэтилен разрушается при длине волны 300нм, ПВХ 310нм, полипропилен 370нм.
Химическая связь С-С и изолированные двойные связи не поглощают свет с длинной волны больше 190нм. Потом что в карбоцепных полимерах под действием света с такой длиной волны возбуждаются и отщепляются боковые группы, а чаще всего атом водорода, и образуются макрорадикалы.

В дальнейшем процессы развиваются по двум направлениям:

Изомеризация с деструкцией



Сшивание

Особенно чувствительны к действию светового излучения тонкие пленки из полиэтилена целлюлозы (тепличные пленки плохо стабилизированные разрушаются за 3 месяца). Бумага очень быстро изменяет окраску (желтеет) и коробиться. Увеличение светового потока ускоряет фотолиз, что наблюдается например в горах или южных странах.
Радиационная деструкция (радиолиз).
Радиолиз полимеров протекает под действием излучений высокой энергии (рентгеновское излучение, ядра гелия, нейтроны, протоны и т.д.) энергия этих излучений состовляет 9-10эВ, энергия химической связи колеблется 2,5-4 эВ отсюда процесс радиолиза протекает также по радикальному механизму и включает различные вторичные процессы (аналогичные фотохимической деструкции).
Реакции деструкции и сшивки при радиолизе протекают параллельно однако в зависимости от химической природы полимера одна из них будет преобладать. Деструкции подвергаются альфа-замещенные этиленовые полиуглеводороды полиметилметакрилат (ПММА), полиизобутилен (ПИБ), полиальфаметилстирол, поливинилхлорид (ПВХ).
Процессы сшивки наблюдаются при радиолизе полиэтилена, полистирола, полиизопрена, полибутадиена.
Процессы радиолиза не всегда происходят, потому что происходит перераспределение и рассеивание энергии (диссипация). Например, при облучении полиэтилена только 5% энергии идет на развитие химической реакции, а 95% рассеивается виде теплоты.
При радиолизе фторопласта выделяется тетрафторметан, а при радиолизе полиарилонитрила – синильная кислота.


Лекция №16