Вторичная переработка пластмасс

Стабилизация полимеров

При термодеструкции стабильность полимера в пределе ограничена строени­ем цепи и часто стабилизация оказывается очень трудной, иногда даже невыпол­нимой задачей. Окисление, напротив, обычно инициируется примесями и про­должается при очень низких концентрациях свободных радикалов. Окисление можно задержать на длительное время с помощью антиоксидантов, нарушающих окислительный цикл. Появление антиоксидантов стало большим триумфом тех­нологии; без них было бы невозможно использовать большинство современных термопластов и каучуков.

Большая часть антиоксидантов — это малые молекулы, которые добавляются в полимер па стадии производства. Хотя химический состав является фундамен­тальной характеристикой антиоксиданта, это все же не единственная его харак­теристика. Антиоксиданты могут испаряться с поверхности полимеров и уходить в контактирующие с поверхностью жидкости. Такая ситуация типична при ис­пользовании полимеров в виде пленок и волокон, а такхсе во всех других случа­ях, когда они могут оказаться в контакте с жидкостями или поглощающими твер­дыми телами. Выщелачивание антиоксидантов в органические растворители может быть значительным при сухой чистке. Выщелачивание в воду или чистя­щие средства на водной основе существенно при использовании полимера в виде волокон, кабельной изоляции, в деталях стиральных и посудомоечных машин и в водопроводных трубах. Миграция химикатов-добавок из полимерной упа­ковки в ее содержимое является серьезной проблемой в пищевой промышлен­ности и главным ограничением для использования вторично переработанных пластмасс для упаковки пищевых продуктов.

Естественной реакцией на недостаточное время жизни при использовании или испытаниях полимера должно быть увеличение концентрации антиоксидан­та. Это может легко привести к перенасыщению при комнатной температуре, даже если на стадии производства антиоксидант был полностью растворим. Часто слу­чается так, что после охлаждения расплава перенасыщенный химикат-добавка оказывается неспособным к разделению фаз и остается в виде метастабильного, перенасыщенного раствора. Такой раствор может лишиться «перенасыщающей» части добавки осаждением ее на поверхности. Этот эффект «затуманивания» хо­рошо известен в полимерах. Он вызывает как уменьшение стабильности, так и ухудшение внешнего вида полимера.

Физическая химия полимерных химикатов-добавок подробно изложена в [28-32].