Envejecimiento de materiales poliméricos.

Los materiales poliméricos se utilizan ampliamente en la industria en forma de recubrimientos y piezas enteras. se refieren a materiales aislantes eléctricos sólidos… Se han desarrollado muchas variedades de polímeros, pero todos sufren procesos de envejecimiento no deseados que degradan su durabilidad, apariencia y resistencia. El envejecimiento cambia la estructura y la composición química de los materiales poliméricos.

El envejecimiento de los polímeros puede ocurrir como resultado de varios factores:

• luz (radiación ultravioleta);

• aire (ozono y oxígeno);

• temperatura (alta o baja, así como sus diferencias);

• humedad;

• cargas mecánicas (desgaste, compresión y tensión, media presión);

• exposición a ambientes agresivos (ácidos y bases);

• exposición a microorganismos;

• de la influencia de varios de los factores anteriores.

Los polímeros son compuestos de alto peso molecular y el mecanismo de su envejecimiento se debe principalmente al proceso de destrucción de cadenas macromoleculares.

Hay dos tipos de destrucción: caótica y en cadena.En el caso de destrucción aleatoria, la ruptura de macromoléculas y la formación de compuestos estables de peso molecular reducido se produce de acuerdo con una ley aleatoria. Según este mecanismo, la destrucción química de los polímeros se debe a la acción de ácidos, bases y reactivos.

La destrucción de la cadena conduce a varios actos de desintegración de las moléculas de acuerdo con ciertos procesos, dicho mecanismo de envejecimiento del polímero generalmente se desencadena por la influencia de alta energía (temperatura, luz y radiación).

El estudio del problema del envejecimiento de los polímeros se complica por el hecho de que su naturaleza y estructura son diferentes, respectivamente, los procesos de destrucción de las cadenas moleculares son diferentes. Tampoco existen métodos para la contabilidad multifactorial de las condiciones ambientales que conducen al envejecimiento.

Como criterios que caracterizan la resistencia de los materiales poliméricos al envejecimiento, se utilizan los conceptos de operación (conservación de las propiedades del polímero que garantizan la serviciabilidad del producto) y el período de conservación de las propiedades operativas.

Existen 3 métodos para proteger los polímeros del envejecimiento:

1) protección activa,

2) protección pasiva,

3) combinado.

La protección activa de los polímeros significa reducir el impacto de los factores de envejecimiento. Los métodos pasivos incluyen varias formas de aumentar la estabilidad de los polímeros utilizando aditivos estabilizadores, captadores de radicales libres, captadores de productos de envejecimiento activo, estabilizadores de luz, antioxidantes, antiozonantes, retardantes de llama, antirradicales, agentes antirradiación bajo tensión mecánica, inhibidores de la corrosión y biocidas con estabilización. Propiedades.Además, se utilizan recubrimientos protectores, que son más resistentes al envejecimiento que el material polimérico básico.

Los estabilizadores de luz más simples de los polímeros son el óxido de hierro (con un contenido de hasta el 1 %), el negro de humo, la ftalocianina (hasta el 0,1 %) y los compuestos complejos de níquel.

Los estabilizadores antioxidantes son de dos tipos: previenen la descomposición de los hidroperóxidos y rompen la cadena de reacciones químicas oxidativas.

Entre los antioxidantes que detienen la destrucción se pueden aislar antioxidantes del tipo fenólico y aminado, así como mercaptanos, sulfuros y tiofosfatos. La introducción de ambos tipos de antioxidantes en el polímero potencia el efecto antienvejecimiento.

Por lo general, los productores de materiales poliméricos también producen varios tipos de estabilizadores. Los siguientes materiales se pueden distinguir de los productores extranjeros de materias primas: Arkema, Francia (termolita), Baerlocher, Alemania (estabilizadores basados ​​en CaZn, Pb, CaOrg, Sn, BaZn) , Chemtura, USA (retardante de llama HBCD, Firemaster, estabilizadores de PVC Mark, Lowilite, inhibidores Naugard 300-E, antioxidantes Alkanox, Anox, Weston), Ciba, Suiza (antioxidante IRGANOX, estabilizador IRGAFOS), estabilizadores de PVC de la empresa alemana Ika, etc.