25. Старение и стабилизация полимеров

Старение – процесс самопроизвольного изменения свойств полимеров во времени. Старение высокомолеку- лярных соединений обычно происходит под влиянием раз- личных одновременно действующих факторов при эксплуа- тации, переработке и хранении. Это приводит к потере по- лимером комплекса полезных свойств – прочности, эла- стичности, твердости и т.д. В действительности материал из полимера является сложной многокомпонентной системой, в которой главную часть составляет высокомолекулярное соединение и остальные – различные добавки и примеси (пластификаторы, наполнители, красители, стабилизаторы, ингибиторы, катализаторы и др.) Полимер при его переработке, эксплуатации и хране- нии подвергается воздействию многочисленных факторов – тепла, света, проникающей радиации, кислорода, влаги, аг- рессивных химических соединений, механических нагрузок и др. Старение является в основном результатом химиче- ских процессов, обусловленных действием кислорода, озо- на, влаги при инициировании светом, теплом, другими реа- гентами, механической нагрузкой и др., а также за счет ис- парения из полимерной композиции летучих компонентов (пластификаторы, ингибиторы и других добавок) и релакса- ции отдельных цепей и участков ориентированных мате- риалов. При старении протекают реакции деструкции и

сшивания макромолекул, и по мере их развития механизм процесса усложняется, и увеличивается многообразие актив- ных частиц и промежуточных и конечных продуктов.

26. Основные отличия между истинными растворами и калойдными системами

Растворение – распределение одних компонентов в других. Систему, в которой компоненты находятся в дис- пергированном состоянии, называют дисперсной. Степень дисперсности (раздробленности) определяет вид дисперс- ной системы. Высокомолекулярные соединения, как и низкомоле- кулярные вещества, могут образовывать истинные раство- ры, суспензии, коллоидные системы. Если макромолекулы и молекулы растворителя взаимодействуют между собой, то полимер в данном растворителе растворяется самопроиз- вольно. Растворение полимеров напоминает процесс сме- шения двух жидкостей, и растворы полимеров являются равновесными, термодинамически устойчивыми и обрати- мыми системами, или молекулярно-дисперсными раствора- ми. Истинный раствор представляет собой однофазную сис-

тему. В отличии от растворов низкомолекулярных веществ большие размеры макромолекул вносят ряд особенностей в свойства растворов и видоизменяют процесс растворения. Наличие больших частиц делает раствор полимеров по неко- торым свойствам схожим на свойства коллоидных систем. Если диспергированные частицы, которые находятся в дисперсионной среде и представляют собой ассоциации или агрегаты молекул, то такие системы считают коллоидными растворами или взвесями (суспензиями). Взвеси или суспен- зии отличаются агрегативной неустойчивостью, могут коа- гулироваться самостоятельно, или под действием различных факторов может происходить слипание частичек дисперсной фазы. Это приводит к разделению системы на составные части – дисперсионную среду и дисперсную фазу. Для по- вышения устойчивости дисперсных систем вводят в них эмульгаторы и стабилизаторы. Эти вещества, адсорбируясь на поверхности каждой частички полимера (дисперсной фа- зы) образуют защитную оболочку, препятствующую их сли- панию, что ведет к увеличению времени устойчивости новых систем. В зависимости от физического состояния частичек дисперсной фазы системы делятся на эмульсии, латексы и дисперсии. Так, если частицы полимера находятся в твердом (стеклообразном) состоянии, то систему считают дисперс- ной; если частицы дисперсной фазы имеют высокоэластиче- ское состояние (каучукоподобное), то система является ла- тексом; если частички дисперсной фазы находятся в вязко текучем (жидком для низкомолекулярных веществ) состоя- нии, то система называется эмульсией.