11.1 Теоретическая часть

Важной характеристикой полимеров является температура разложения полимера под действием тепла. Эта температура определяет допустимый температурный режим при переработке полимера в строительный материал.

Устойчивость полимеров к нагреванию, скорость термического распада и характер образующихся продуктов зависят от химического строения полимера. Первой стадией процесса термического разложения является образование свободных радикалов, а рост реакционной цепи сопровождается разрывом связей и снижением молекулярной массы. Обрыв реакционной цепи может происходить путем рекомбинации или диспропорционирования свободных радикалов и приводить к появлению двойных связей на концах макромолекул, изменению фракционного состава и образованию разветвленных и пространственных структур.

Как всякая цепная реакция, термическая деструкция ускоряется веществами, легко распадающимися на свободные радикалы, и замедляется в присутствии веществ, которые являются акцепторами свободных радикалов.

При термической деструкции полимеров наряду с понижением средней молекулярной массы и изменением структуры полимера происходит отщепление мономера – деполимеризация. Выход мономера зависит от природы полимера, условий его синтеза и термического расщепления. Реакция деполимеризации полимеров, содержащих четвертичный атом углерода, протекает, как правило, значительно легче, чем полимеров, содержащих только третичные и вторичные атомы углерода.

Для различных полимеров существует свой порог термической устойчивости. Большинство из них разрушается уже при 200-300^оС, но имеются и термостойкие полимеры, как например, политетрафторэтилен, который выдерживает нагревание свыше 400^оС (см. таблицу 1).

Таблица 1 –Температуры и продукты разложения некоторых полимеров.

Полимер	Элементарное звено	Температура разложения	Продукт деструкции полимера
Полиметилметакрилат			Мономер (более 90%)
Полиметилакрилат			Мономер ( 1%), большие осколки цепей
Полистирол			Мономер ( 65%) димер,тример
Полиакрилонитрил			Мономер ( 1%) небольшое кол-во HCN
Полиэтилен			Мономер (< 1%), большие осколки цепей
Полиизобутилен			Мономер (20-50%), димер, тример, тетрамер
Поливинилхлорид			Хлористый водород (>95%)
Поливинилиденхлорид			Хлористый водород (>95%)

11.2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

В пробирки помещают такое количество разных испытуемых образцов поливинилхлорида, чтобы высота слоя этих образцов составляла ~ 3 см. В пробирки опускают полоски индикаторной бумаги так, чтобы нижний конец полосок находился ~ на 1 см выше уровня слоя образцов полимера. После этого пробирки плотно закрывают пробками, прижимая к стенкам и загибая наружу верхний конец индикаторной бумаги.

Пробирки с образцами ПВХ помещают в песчаную баню и укрепляют на штативе так, чтобы уровень песка в бане был выше на 0,5 см или в крайнем случае совпадал с верхним уровнем образцов ПВХ в пробирках.

Включают нагрев бани и устанавливают скорость нагрева ~ 2 ⁰С/мин. Засекают время начала испытаний и следят за появлением окраски индикаторной бумаги в пробирках.

Записывают температуру, при которой началось разложение каждого из образцов ПВХ и фиксируют время, прошедшее от начала нагрева до момента разложения каждого из образцов поливинилхлорида.

Температуры, при которых на нижнем крае индикаторной бумаги появляется интенсивное окрашивание (у лакмусовой – красное, у конго красного – синее) принимают за температуру начала разложения соответствующего образца поливинилхлорида.

По полученным данным делают выводы о возможной структуре, составе, характере и уровне стабилизации каждого из образцов ПВХ.

11.3 КОНТРОЛЬНЫЕ ЗАДАНИЯ

1. Описать химические превращения, протекающие в ПВХ при повышенных температурах. Привести примеры стабилизаторов и возможные механизмы стабилизации ПВХ..

2. Указать возможные причины отличия температур разложения различных образцов поливинилхлорида.

3. Привести основные свойства и области применения ПВХ.

Рекомендуемая литература

1. Артеменко, А.И. Органическая химия : Учеб. для строит. специальностей вузов / А. И. Артеменко. - 3-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1994. - 560 с.

2. Артеменко, А.И.   Практикум по органической химии : Учеб. пособие для строит. специальностей вузов / А. И. Артеменко, И. В. Тикунова, Е. К. Ануфриев. - 2-е изд., перераб. и доп. - М. : Высш. шк., 1991. - 175 с.

3. Орлова, А.М.   Практическое пособие по органической химии : учеб. пособие для вузов по специальностям "Пр-во строит. материалов, изделий и конструкций" направления подгот. дипломир. специалистов "Стр-во" / А. М. Орлова. - М. : Изд-во АСВ, 2005. - 223 с.

4. Иванов, В.Г.   Органическая химия : учеб. пособие для вузов по специальности 032400 "Биология" / В. Г. Иванов, В. А. Горленко, О. Н. Гева. - 3-е изд., испр. - М. : Академия, 2006. - 621 с.