高分子材料の老化

ポリマー材料は、コーティングや部品全体の形で産業界で広く使用されています。彼らが参照するのは、 固体電気絶縁材料… 多くの種類のポリマーが開発されていますが、それらはすべて、耐久性、外観、強度を低下させる望ましくない老化プロセスに悩まされています。老化により、ポリマー材料の構造と化学組成が変化します。

ポリマーの老化は、さまざまな要因の結果として発生する可能性があります。

• 光（紫外線）。

• 空気（オゾンと酸素）。

• 温度（高いか低いか、およびその違い）。

• 水分;

• 機械的負荷 (摩耗、圧縮と張力、中圧);

• 攻撃的な環境（酸および塩基）への曝露。

• 微生物への曝露。

• 上記の要因のいくつかの影響によるものです。

ポリマーは高分子量化合物であり、その老化のメカニズムは主に高分子鎖の破壊プロセスによるものです。

破壊には混沌と連鎖の 2 種類があります。ランダム破壊の場合、高分子の破壊と分子量が低下した安定な化合物の形成がランダム法則に従って発生します。このメカニズムによれば、ポリマーの化学的破壊は酸、塩基および試薬の作用によるものです。

鎖の破壊は、特定のプロセスに従って分子のいくつかの崩壊作用をもたらします。このようなポリマー老化のメカニズムは、通常、高エネルギー (温度、光、放射線) の影響によって引き起こされます。

ポリマーの老化の問題の研究は、それらの性質と構造がそれぞれ異なり、分子鎖の破壊プロセスが異なるという事実によって複雑になります。また、老化につながる環境条件を多要素的に説明する方法もありません。

ポリマー材料の耐老化性を特徴付ける基準として、動作（製品の実用性を保証するポリマー特性の保持）と動作特性の保持期間の概念が使用されます。

ポリマーを老化から保護するには 3 つの方法があります。

1) アクティブな保護、

2) 受動的保護、

3) 組み合わせたもの。

ポリマーを積極的に保護するということは、老化要因の影響を軽減することを意味します。受動的な方法には、安定剤添加剤、フリーラジカル捕捉剤、活性老化生成物の捕捉剤、光安定剤、酸化防止剤、オゾン化防止剤、難燃剤、ラジカル防止剤、機械的ストレス下での放射線防止剤、安定化による腐食防止剤および殺生物剤を使用してポリマーの安定性を高めるさまざまな方法が含まれます。プロパティ。また、基本的なポリマー材料よりも耐老化性が高い保護コーティングが使用されています。

ポリマーの最も単純な光安定剤は、酸化鉄 (含有量 1% まで)、カーボン ブラック、フタロシアニン (0.1% まで)、およびニッケル錯体化合物です。

抗酸化安定剤には、ヒドロペルオキシドの分解を防止するものと酸化化学反応の連鎖を断ち切るものの 2 つのタイプがあります。

破壊を阻止する抗酸化剤の中には、メルカプタン、硫化物、チオリン酸塩に加えて、フェノール系およびアミン系の抗酸化剤を単離することができます。両方のタイプの酸化防止剤をポリマーに導入すると、老化防止効果が高まります。

通常、ポリマー材料の製造業者はさまざまな種類の安定剤も製造していますが、次の材料は外国の原料製造業者と区別できます: Arkema, France (Thermolite)、Baerlocher, Germany (CaZn、Pb、CaOrg、Sn、BaZn ベースの安定剤) 、Chemtura、米国 (難燃剤 HBCD、Firemaster、PVC 安定剤 Mark、Lowilite、阻害剤 Naugard 300-E、酸化防止剤 Alkanox、Anox、Weston)、Ciba、スイス (酸化防止剤 IRGANOX、安定剤 IRGAFOS)、ドイツの会社 Ika の PVC 安定剤、等