Реферат на тему Деструкционные процессы и проблема стабилизации полимеров

Содержание:

ВВЕДЕНИЕ 3
1.Основные механизмы получения полимеров 5
2. Деструкция и старение полимеров 11
3. Методы стабилизации полимеров 17
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 20
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 21

Введение:

Только в конце 1980-х годов обратили внимание на то, что полимерные артефакты физически изменялись, проявляя признаки кислотного пара, липкости, деформации, охрупчивания, пр. Особенно пострадали нитрат целлюлозы и ацетат целлюлозы. К 1991 году Джон Морган из исторического общества пластмасс собрал достаточно данных для написания книги «сохранение пластмасс» — введение, совместная публикация PHS /Conservation Unit, и группа по сохранению запустила исследование для выявления объектов, находящихся под угрозой, с целью создания исследовательской программы. Исследование включало в себя все — от радио и кабелей до текстиля и скульптур .
К 1992 году картины на акриловой основе стоимостью в миллионы фунтов стерлингов ведущих художников 1960-х годов, включая Дэвида Хокни и Джексона Поллока, начали страдать от обесцвечивания, растрескивания и серости из-за поглощения пыли и атмосферных загрязнений. Эти краски казались особенно уязвимыми. При комнатной температуре они относительно мягкие и притягивают грязь, которая становится вкрапленной. Однако до настоящего времени не найдено никакого способа их очистки.
Индустрия фотопленки также сильно пострадала, когда невосполнимый архивный запас начал разлагаться. Сегодня Национальный Киноархив переводит нитрат целлюлозы и триацетат целлюлозы на более стабильный полиэфир со скоростью миллион метров в год.
Проведенные исследования выявило несколько интересных фактов. Например, 40% опрошенных музеев, содержащих пластмассовые предметы, изготовленные и собранные до 1980 года, а также современные пластмассы, показали, что и те, и другие предметы демонстрируют симптомы распада. Пенополиуретан, по-видимому, является одной из самых подверженных влиянию времени материалов, например, многие ранние видео-и аудиокассеты на магнитных носителях уже не воспроизводятся. Куратор, который должен контролировать коллекцию высокотехнологичных изделий из смешанных материалов, таких как космические скафандры, сталкивается с дилеммой сохранения: какой материал заслуживает приоритетного обращения, когда каждый отдельный пластик имеет различные требования?
Можно сказать, что деградация пластмасс начинается сразу же после синтеза полимера и усиливается остаточными напряжениями, возникающими в процессе формования. За этим может последовать воздействие света (особенно ультрафиолетового), влажности, кислорода, тепла, бактерий и стресса. Целью данной работы является выявление деструкционных процессов полимеров и поиск решения проблемы их стабилизации.

Заключение:

Стабилизации структуры, повышения стойкости полимеров к деструкции и старению достигают различными технологическими и эксплуатационными мероприятиями общего и специфического характера. Сравнительно общим способом торможения деструкции при воздействии света и облучений является введение химических реагентов (соединений), способных поглощать ультрафиолетовые и другие лучи, не подвергаясь сами фотосинтезу или изменениям. К таким реагентам относятся, например, для стабилизации полиэтилена и др. — бензотриазол, тинувин, хлористый марганец и т. п. Другой способ — введение светоотражающих добавок, например, алюминиевой пудры. В полимеры вводят также антиоксиданты, наполнители, стабилизаторы и др. В эксплуатационный период приносят пользу меры нанесения мастик, эмалей, паст на лиофобной основе для изоляции.
По мере того как тормозиться деструкция полимеров, начинают появляться руководящие принципы сохранения. Высокотехнологичные решения, которые могли бы помочь в теории, непомерно дороги, но специально разработанные мусорщики, такие как активированный уголь или нестареющие, помогают создать среду с низким содержанием кислорода.
Необходимо с особой тщательностью подходить к выбору защитного материала. Если это материал содержит полимеры — необходимо серьезное научное обоснование долговечности получаемого покрытия и конструкции в целом. По крайней мере, необходимо понимать с какой целью применяется этот материал и на что вы рассчитываете, используя этот материал.
По сравнению с традиционными материалами с давно устоявшимися технологиями, такими как металлы и стекло, сложная химическая природа пластмасс предоставляет широкий спектр производственных возможностей.

Фрагмент текста работы:

Реакцией полимеризации называется реакция соединения большого числа молекул мономеров в молекуле полимера за счет разрыва кратных связей или циклов. Реакция полимеризации всегда экзотермическая: ∆Н < 0, т.е. тепло выделяется. Механизм полимеризации бывает двух видов: цепной и ступенчатый. Если промежуточные продукты устойчивы и их можно выделить в свободном состоянии, реакция происходит за ступенчатым механизмом. Молекулярная масса растет медленно .
Если промежуточные продукты неустойчивы, реакция происходит за цепным механизмом. Высокая молекулярная масса появляется в первые минуты реакции. Цепной механизм бывает двух видов: свободнорадикальный и ионный. Характер активных центров зависит от механизма разрыва π-связей (π-электроны – мобильные, они слабее связаны с ядрами, чем σ-электроны, и легко смещаются со своего нормального положения). Разрыв цепи может быть гомолитическим и гетеролитическим. При гомолитическом разрыве полимеризация будет свободнорадикальной, а при гетеролитическом-ионной.
Ионная полимеризация может быть катионной и анионной. При катионной полимеризации активным центром является положительный катион углерода, имеющий название «карбоионный» ион. При анионной полимеризации активным центром является отрицательный анион углерода – карбаион. Процесс полимеризации состоит из следующих стадий: 1) образование активного центра; 2) рост цепи; 3) обрыв цепи.
Свободно радикальная полимеризация. Наибольшую энергию активации имеет реакция инициирования, а именно, реакция превращение небольшой доли молекул мономера в активные центры. Механизмы инициирования химической реакции могут быть такими. 1. Нагрева, а именно, термическая активация. В этом случае полимеризация будет термической. Избыточной энергии радикала достаточно для нарушения связей других молекул.
При этом энергия возбуждения передается на крайние атомы. С ростом цепи возрастает молярная масса би-радикала, его активность уменьшается, это создает условия для обрыва цепи. Обрыв цепи может произойти в результате столкновения активного центра со стенкой реакционного сосуда, с примесью или за счет тройного столкновения .
Ионная полимеризация. Для снижения энергии активации реакции инициирования применяют катализаторы — вещества, которые легко диссоциируют на ионы и ускоряют процесс.
Катионная полимеризация.
Активным центром является ионная пара-положительно заряженный атом углерода растущей углеродной цепи, возле которой находится отрицательный ион катализатора.