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 на 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 также 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 мстастабнльного, 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].
