tpu氧化降解原理
聚合物的降解會產生大量氧化產物,如過氧化物、乙醇、酮、醛、酸、過酸、過酸酯和r-內酯。而高溫、光照和催化劑,如某些金屬和金屬離子,都會增加其氧化速率。一般來說,大多數聚合物都含有易發生氧化降解反應的結構單體。
光學分析表明,聚合物的降解產物與低分子量烴類的降解產物具有同樣的官能團。tpu通過鏈聚合、加聚或縮聚作用制得。然后再經過幾道加工步驟得到成品。
在整個加工過程中,tpu都會受到熱和機械剪切的作用。所設計的成品使用期限一般都為好幾年,并且它們的化學、物理和力學性能及感觀性在使用期內幾乎不發生變化。然而,由于tpu制品在整個使用期間都伴隨有氧氣、熱量、光照和水的存在,在這些條件下,聚合物的分子鏈便會發生氧化斷裂、鏈貧支或交聯反應、因此tpu工業的基礎便包括對氧化降解的了解及其預防。
除了氧化反應以外,加工過程中還可能發生老化現象。首先,若成品的溫度低于tpu的熔點或玻璃化轉變溫度,那么就可以觀察到結晶或弛豫過程,此過程可導致老化并能增加氧化降解的敏感性。其次,聚酯、聚酰胺和聚氨酯都可能由于水解而導致鏈的斷裂,從而發生降解。,填料、顏料、增強材料和其他添加劑同樣會影響產品的氧化敏感度。
對聚合物氧化的研究源于人們對天然橡膠老化現象的關注。Hoffmann對橡膠老化與其對氧的吸收之間的關聯性進行了研究。無論有機化合物是否暴露在空氣中,它與分子氧之間的反應都會自動進行,因此,后來此類反應被稱為自氧化。自氧化有兩個特征,即自催化作用和添加劑的作用。這兩個特征都是典型的自由基反應(也稱為均裂反應),并兀乎總是鏈式反應。 Bolland 和 Gee•首先研究了自氧化反應。研究結果認為自氧化反應為百由基引發的鏈反應,該反應與其他自由基反應一樣,經歷了三步反應:即鏈引發、鏈傳遞和鏈終止。