高分子化学降解与老化论述ppt课件.ppt

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1、第十三章、降解与老化1降解1.有机化合物分子中的碳原子数目减少，分子量降低。2.高分子化合物物的大分子分解成较小的分子。3.塑料降解：塑料降解一词指高分子聚合物达到生命周期的终结。塑料降解是使聚合物分子量下降、聚合物材料（塑料）物性下降。典型表现是：塑料发脆、破裂、变软、增硬、丧失力学强度等。塑料的老化、劣化就是一种降解现象。但一般塑料要降解为对环境无害经（少害化）的碎片或变成CO2和水，回归自然循环，需经历几十年、上百年的时间。所以现在采用快速降解技术，选择易降解的高聚碳氢化合物和有机物制造塑料，防止污染

2、。4.是指在热、光、机械力、化学试剂、微生物等外界因素作用下，聚合物发生了分子链的无规则断裂、侧基和低分子的消除反应，致使聚合度和相对分子质量下降。2降解是聚合物分子量变小的化学反应的总称聚合物降解的因素降解化学因素：水、醇、酸物理因素：热、光、幅射、机械力物理－化学因素：热氧、光氧生物降解:一类由自然界存在的微生物如细菌、霉菌（真菌）和藻类的作用而引起的降解。生物降解又可分为完全生物降解和破坏性生物降解两种环境降解：曝露于环境条件下，如光、热、水、氧、污染物质、微生物、昆虫以及风、沙、雨等，在机械力等联合

3、作用而发生的降解3水解和化学降解杂链聚合物容易发生化学降解，化学降解中大量是水解酸、碱是水解的催化剂聚缩醛、聚酯、聚酰胺最易发生水解淀粉、纤维素完全水解可得到相应的单糖聚酰胺水解生成端氨基和羧基碱是聚酯水解活泼催化剂4力化学降解高分子在机械力和超声波作用下，都可能使大分子断链而降解受机械力的场合力化学降解产生的高分子自由基，在单体存在时，可生成接枝共聚物，近年来发展的反应性挤出就是利用这一原理固体聚合物的粉碎橡胶塑炼熔融挤出纺丝聚合物溶液的强力搅拌5热降解高分子在热的作用下发生降解是一种常见现象高分子的热稳

4、定性与其结构有关解聚解聚可看成链增长的逆反应热裂解一般是自由基反应，先在链端发生断裂，生成活性较低的自由基，然后按连锁机理迅速脱除单体，这就是解聚反应高分子发生解聚的难易与其结构有关:主链带有季碳原子的高分子易发生解聚原因：无叔氢原子，难以转移如PMMA、聚-甲基苯乙烯、聚异丁烯6全C－F键聚合物可全部解聚成单体C－F键能大，不易断裂，不能夺取F原子聚四氟乙烯单体产率达96.6%链端带有半缩醛结构的聚合物易解聚如聚甲醛7无规断链聚合物受热时，主链的任何处都可以断裂，分子量迅速下降，单体收率很少，这种反应称

5、为无规断链，也称降解如聚乙烯，断链后形成的自由基活性很高，周围又有许多仲氢原子，易发生链转移反应，几乎无单体产生8PS受热时，同时伴有降解和解聚反应，单体产率占42％9降解的应用目前降解塑料的研制开发十分活跃，并部分进入工业化生产。从总体上看，当前降解塑料仍有待于对技术进行更深入研究、提高性能、降低成本、拓宽用途并逐渐推向市场。当前，生产降解塑料的国家主要有美国、意大利、德国、加拿大、日本、中国等。美国是开发降解塑料的主要国家之一，主要有十几家单位，如塑料降解研究联合体（PDRC）、生物/环境降解塑料研究会

6、（BEOPS）等，其宗旨在于进行有关降解材料合成、加工工艺、降解试验、测试技术和方法标准体系的建立。近年日本相继成立了生物降解塑料研究会、生物降解塑料实用化检讨委员会，日本通产省已将生物降解塑料作为继金属材料、无机材料、高分子材料之后的“第四类新材料”。欧洲Bhre-Eurae更是对生物降解塑料建立了完善的降解评价体系。近年来，在发达国家以完全生物降解塑料的研发最为活跃。据报道，1998年全世界完全生物降解塑料年产量约为3万吨，到2001年，美国、西欧、日本等的产量已增加到7万吨左右。目前国外的可降解产品主

7、要是完全生物降解塑料，这仍将是今后中长期的产业发展方向。10老化塑料暴露于自然或人工环境条件下性能随时间变坏的现象。研究高分子材料的老化和防老化是一个很实际的问题，也是一个很复杂的问题。高分子材料在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用，其性能逐渐变坏，以致最后丧失使用价值，这种现象就是老化。老化是一种不可逆的变化，它是高分子材料的通病。担是人们可以通过对高分子老化过程的研究，采取适当的防老化措施，提高材料的耐老化的性能，延缓老化的速率，以达到延长使用寿命的目的。11老化产生的原因老化的原因主要

8、是由于结构或组分内部具有易引起老化的弱点，如具有不饱和双键、支链、羰基、末端上的羟基，等等。外界或环境因素主要是阳光、氧气、臭氧、热、水、机械应力、高能辐射、电、工业气体、海水、盐雾、霉菌、细菌、昆虫，等等。12从结构上的原因来说，聚乙烯比聚四氟乙烯容易老化，因为C—F键的键能比C—H键的键能大，它起着保护碳链的作用。聚丙烯不如聚乙烯耐老化，这是因为聚丙烯的碳链上有甲基，甲基碳原子上的氢原子比较容易脱去。由于聚酰