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?成型過程中聚合物的降解

交聯(lián)反應主要發(fā)生在熱固性聚合物的注塑加工成型過程中,通常采用壓縮、壓注和層壓等方法成型。但在熱塑性聚合物成型時,由于成型條件或其他原因等也有可能引起交聯(lián)反應,使聚合物的性能變壞,這在成型過程中應盡量避免。熱固性聚合物在尚未成型時,通常其主要組成物都是線型的。
 
聚合物降解過程的實質是大分子鏈發(fā)生了結構變化,如斷鏈、交聯(lián)和側基的變化等。在成型過程過程中,聚合物降解一般是難以完全避免的。聚合物降解的結果會產生使塑件的強度下降、變色、變脆、發(fā)粘、塑件出現(xiàn)氣泡和流紋等弊病,嚴重時會使聚合物破壞成為單體或其他低分子化合物,使成型不能順利進行,導致塑件失去使用價值。在成型過程中,熱降解是主要的,而由應力、氧、水和其他酸堿等雜質引起的降解是次要的。
 
聚合物在成型過程中形成三維網狀結構的反應稱為交聯(lián),通過交聯(lián)反應能制得體型聚合物。和線型聚合物比較,體型聚合物在機械強度、耐熱性、耐溶劑性、化學穩(wěn)定性和塑件形狀穩(wěn)定性等方面均有提高。所以,在一些對強度、工作溫度、蠕變等要求較高的場合,交聯(lián)聚合物有較廣泛的應用。
 
聚合物在成型過程中出現(xiàn)降解后,會使塑件的外觀變壞,內在質量降低,使用壽命縮短,因此在成型過程中,應盡量減少或避免聚合物降解。聚合物的質量很大程度上受合成過程中工藝的影響。例如大分子結構中含有雙鏈和支鏈,相對分子質量分散性大,原料不純或因后期凈化不良而混有引發(fā)劑、催化劑、酸、堿或金屬粉末等多種化學或機械雜質,這些都會影響聚合物的穩(wěn)定性并使加工性變壞。
 
特別聚酯、聚醚和聚酰胺等聚合物在存放 過程中容易從空氣吸附水分,使用前通常應使水分含量降溫低到0.01%-0.05%以下。為使聚合物在不易產生降解的條件下加工成型,正確地確定合理的加工工藝和加工條件,對于那些熱穩(wěn)定性差、成型溫度和分解溫度非常接近的聚合物尤為重要。用繪制聚合物成型溫度范圍的方法,將有助于確定合理的成型條件。
 
聚合物成型注塑加工件通常是在高溫和應力作用下進行的。由于聚合物大分子受熱和應力的作用,或由于在高溫下受微量水分、酸、堿等雜質及空氣中氧氣的作用,聚合物會發(fā)生相對分子量降低或大分子結構改變等化學變化,通常把相對分子質量降低的這種現(xiàn)象稱為降解或裂解。
 
根據(jù)聚合物的性能,特別是成型溫度較高的情況,應考慮使用抗氧化劑、穩(wěn)定劑等以加強聚合物對降解的抵抗能力。聚合物的降解在大多數(shù)情況下是有害的,但也有例外,例如通過機械降解作用使聚合物之間或兩種聚合物的單體之間進行接枝或嵌段聚合物配制共聚物,以改良聚合物性能并擴大其應用范圍就是一例。
 
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