Микробиологическая деструкция

Для старения целого ряда полимеров характерна микробиологическая деструкция. Особенно для поликонденсационных полимеров, содержащих группы –С(О)О- и –NH₂C(O)-, являющих промоторами для роста микроорганизмов. Хотя, в умеренных широтах это не столь актуально как в тропиках.

Биологической деструкции часто содействует гидролитическая деструкция макромолекулы. Стойкость к деструкции возрастает при наличии стерических препятствий в макроцепях. Но полимер обычно разрушается не от деструкции полимера самого, а из-за деструкции входящих в него компонентов: пластификаторов, смазок, лубрикантов и др. Эти добавки разрушаются прежде всего на поверхности материала. Это способствует диффузии микроорганизмов и продуктов их жизнедеятельности в глубь материала, что увеличивает скорость деструкции материала и скорость потери эксплуатационных характеристик.

Для защиты от микробиологической деструкции вводят биоциды. Самые распространенные биоциды – фунгициды на основе медных солей 8-оксихинолина или продукты конденсации этой соли и толуолсульфамида. Применяют так же и фенилсалицинаты ртути. Применяют так же тиобиз-4.6-дихлорбензолы.

Добавки, увеличивающие огнестойкость (антипирены)

Первая стадия горения – нагревание. При нагревании происходят процессы деструкции и выделение летучих компонентов. При этом образуется пористый материал. Поры облегчают проникновение кислорода из окружающей среды и инициируют реакции окисления в твердом веществе. Остаток представляет собой карбонизированный продукт. который аккумулирует тепло. Это способствует дальнейшему пиролизу материала и происходит кумулятивное повышение температуры, что в конце концов приводит к возникновению открытого пламени. Таким образом, выделяют четыре стадии возгорания:

1. Деструкция

2. Окисление

3. Аккумуляция тепла

4. Возгорание

Возгорание может быть вызвано внешним источником, а может быть и самопроизвольным. Это происходит в том случае, когда тепло, выделяющееся в результате деструкции, может поддерживать дальнейшее горение. Если тепла, выделяющегося при горении недостаточно для поддержания пиролиза и выделения горючих, то в этом случае происходит постепенное самозатухание пламени. Температура воспламенения летучих и скорость их горения зависит от:

1. Химического состава летучих.

2. От доли в летучих компонентов способных к горению.

3. От наличия кислорода.

Летучие появляются в результате деструкции полимера и обычно содержат связи С-С и С-Н. которые легко образуют свободные радикалы, которые и вступают в реакции с кислородом.

Полагают, что способность к загоранию и скорость распространения пламени зависит от образования ОН радикалов.

Реакции при которых выделяются Н₂О и СО₂ сильно экзотермичны, выделяемое при этом тепло создает условие для самоускоренного окисления и последующего горению. Присутствие в газовой фазе твердых частиц способна снизить энергию необходимую для возбуждения окислительного процесса (эффект стенки).

В этом случае процесс окисления происходит с образованием большего числа ООН групп. Некоторое влияние на окисление могут оказать тлеющие остатки полимера за счет аккумуляции ими дополнительного тепла.

Горение определяется следующими факторами:

1. Химической структурой.

2. Способностью к воспламенению летучих.

3. Содержание в газовой фазе горючего вещества.

Негорючие вещества, выделяющиеся в процессе пиролиза: галогены, амины, углекислый газ, фторуглеводороды способны повышать температуру загорания и повышают количество кислорода, необходимого для поддержания горения. Эти агенты могут быть причиной самозатухания горящего полимерного материала.