Термическая деструкция

При нагревании полимеры подвергаются разнообразным химическим и физическим превращениям, сопровождающимся образованием газообразных и жидких продуктов, изменением окраски и тд. Химические реакции полимеров при повышенных температурах протекают с разрывом и без разрыва связей главной цепи макромолекул. Так, например, полиэтилен, полистирол, полиметилметакрилат при нагревании деструктурируются, а поливинилхлорид претерпевает химические изменения, не сопровождающиеся разрывом в главной цепи. Стойкость полимеров к химическому разложению, происходящему под действием энергии теплового движения, называется термостойкостью (термостабильностью, термоустойчивостью). Термостойкость необходимо отличать от теплостойкости, т.е. способности полимера не размягчаться при повышенных температурах, сохранять твердость.[4]

По механизму термическая деструкция не имеет принципиальных отличий от обычного крекинга, цепной радикальный механизм которого не вы­зывает сомнений; она протекает с заметной скоростью при темпе­ратурах, значительно превышающих температуру термоокислитель­ной деструкции, ускоряется веществами, легко распадающимися на свободные радикалы, и тормозится акцепторами последних. Поэ­тому имеются все основания считать, что термическая деструкция протекает в соответствии с приведенной схемой деструкции под влиянием физических факторов.

Характерная особенность термической деструкции состоит в том, что она приводит не только к снижению степени полимеризации и изменению структуры макромолекулы, но также к деполимериза­ции. Выход мономера зависит от условий деструкции и синтеза полимера, а также от природы высокомолекулярного соединения. [1]

Поскольку при нагревании разрываются химические связи, то очень важным фактором, определяющим термостойкость полимера, является энергия связи между атомами в главной цепи. Одной из наиболее устойчивых к термическим воздействиям является углерод- углеродная связь. Наличие атомов водорода в молекуле сильно понижает энергию связи С-С. Также на прочность связи С-С влияет степень разветвленности полимеров и наличие заместителей в макромолекуле. У разветвленных полимеров связь С-С между боковыми цепями и главной цепью менее прочны, чем связь С-С в главной цепи. Поэтому разветвленные полимеры всегда менее термостойки, чем неразветвленные. Изотактические полимеры более термостойки, чем атактические. Большое влияние на термостойкость ВМС оказывает заместители. По мере увеличении их числа в цепи энергия связи С-С уменьшается. Однако не все заместители понижают термостойкость полимеров. При замещении атомов водорода на атомы фтора термостойкость повышается. При наличии атомов кислорода в составе полимера скорость термической деструкции резко увеличивается. Обычно термостойкость оценивается по температуре, при которой начинается заметное разложение полимера, по продуктам разложения и по кинетике процесса.[4]

Поиск по сайту: