Термоокислительная деструкция. 
Технология переработки полимеров. 
Физические и химические процессы

Термоокислительной деструкцией называют разрушение макромолекул при одновременном воздействии тепла и кислорода. В результате термоокислительной деструкции ухудшаются механические, диэлектрические и другие свойства полимерных материалов (рис. 3.28). Материал становится хрупким, может поменять цвет.

Рис. 3.28. Зависимость разрывной прочности полиамидного волокна (капрон) от продолжительности нагревания на воздухе при различных температурах: 1 — 800 °C; 2 — 1000 °C; 3— 1200 °C; 4 — 1400 °C; 5 — 1600 °C Окисление протекает в процессе переработки, хотя концентрация кислорода при этом невелика, а также при эксплуатации изделий из полимеров. В присутствии кислорода температура начала реакции деструкции значительно снижается, а ее скорость возрастает.

Полимер является сложной системой, в которой протекает множество конкурирующих радикально-цепных реакций; для решения задач стабилизации необходимо знать механизм и кинетику этих реакций.

Окисление полимеров в твердой фазе, как и жидкофазное окисление углеводородов, протекает по механизму цепной автоинициированной реакции.

В результате скорость присоединения кислорода и окисления полимера резко возрастает; это явление называется автокатализом. Кинетические кривые поглощения кислорода полимерами имеют S-образную форму, характерную для всех автокаталитических (самоускоряющихся) процессов (рис. 3.29).

Рис. 3.29. Кинетические кривые поглощения кислорода в процессе окисления нестабилизированного (/) и стабилизированного (2) полимеров.

Процесс окисления полимеров включает следующие стадии: 1) инициирование кинетических цепей; 2) продолжение кинетической цепи; 3) разветвление кинетической цепи; 4) обрыв кинетической цепи. Процесс термоокислительной деструкции лучше всего изучен для полиолефинов.