Старение полимеров и полимерных материалов под действием окружающей среды и способы стабилизации их свойств. В 2 ч. Ч. 2. Принципы защиты полимеров от старения (290,00 руб.)

Стр.2

Стр.3

Стр.4

Стр.5

УДК 541.64:66 (076.5) ББК Г 712.724я7 Ч-46 Печатается по решению редакционно-издательского совета Казанского национального исследовательского технологического университета Рецензенты: д-р хим. наук, проф. А. Р. Бурилов канд. хим. наук, доц. С. Р. Егорова Ч-46 Черезова Е. Н. Старение полимеров и полимерных материалов под действием окружающей среды и способы стабилизации их свойств : учебное пособие : в 2 ч. Ч. 2. Принципы защиты полимеров от старения / Е. Н. Черезова, Н. А. Мукменева, Г. Н. Нугуманова; Минобрнауки России, Казан. нац. исслед. технол. ун-т. – Казань : Изд-во КНИТУ, 2017. – 228 с. ISBN 978-5-7882-2102-1 ISBN 978-5-7882-2104-5 (ч. 2) Во второй части учебного пособия обобщены основные данные о возможностях и принципах стабилизации свойств. Рассмотрены особенности реакций ингибирования процессов старения, происходящих под влиянием различных видов излучения, нагревания, окисления, горения и др. Предназначено для магистров, обучающихся по направлению 18.04.01 «Химическая технология», проходящих подготовку по программам, связанным с химической технологией полимеров и полимерных материалов, а также с переработкой полимеров: «Химическая и физическая модификация высокомолекулярных соединений», «Химическая технология синтетического каучука», «Химия и физика высокомолекулярных соединений» «Каталитические технологии в нефтехимии и полимерной химии». Подготовлено на кафедре технологии синтетического каучука. УДК 541.64:66 (076.5) ББК Г 712.724я7 ISBN 978-5-7882-2104-5 (ч. 2) ISBN 978-5-7882-2102-1 © Е. Н. Черезова, Н. А. Мукменева, Г. Н. Нугуманова, 2017 © Казанский национальный исследовательский технологический университет, 2017 2

Стр.2

Оглавление ВВЕДЕНИЕ………………………………………………... 1.1 Механизм термического старения в отсутствие кислорода………………………………………………………. 1.2 Механизм окислительного старения полимеров…….. 6 1 НАИБОЛЕЕ ВАЖНЫЕ МЕХАНИЗМЫ СТАРЕНИЯ ПОЛИМЕРОВ…………………………………………… 8 10 11 1.3 Механизм старения полимеров при действии УФсвета……………………………………………………… 12 1.4 Механизм старения полимеров при действии ионизирующих излучений……………………………………… 15 1.5 Механизм старения полимеров при механических воздействиях………………………………………………... 1.6 Механизм старения полимеров под действием ферментов………………………………………………………….. 1.7 Механизм озонного старения полимеров……….….…... 1.8 Механизм горения полимеров…………………………... Литература………………………………………………..…... 2 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ ТЕРМИЧЕСКОГО СТАРЕНИЯ……………………..…... 16 17 18 20 21 22 2.1 Термостабилизаторы: классификация и примеры использования………………………………………………. 23 2.1.1 Акцепторы алкильных радикалов…………………..... 24 2.1.2 Акцепторы низкомолекулярных продуктов деструкции………………………………………………… 27 2.1.3 Термостабилизаторы для поливинилхлорида……….. 2.2 Структурная модификация полимера……………….…. 2.2.1 Фторкаучуки………………………………………….... 28 34 34 2.2.2 Структурная модификация термореактивных полимеров………………………………………………..... Контрольные вопросы……………………………………….. Литература…………………………………………………..... 3 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ ОКИСЛЕНИЯ……………………………………………... 3.1 Общий механизм ингибирования (термо)окислительной деструкции основной цепи карбоцепных полимеров. Типы антиоксидантов….......... 3.1.1 Доноры водорода……………………………………..... 3 36 38 39 40 41 44

Стр.3

3.1.2 Разрушители гидропероксидов……………………….. 3.1.3 Дезактиваторы металлов……………………………...... 3.2 Синергизм антиокислительного действия стабилизаторов…………………………………………..... 3.4 Факторы, определяющие антиокислительную активность стабилизаторов…………………………..…... Контрольные вопросы……………………………………….. Литература…………………………………………………..... 49 55 3.1.4 Многофункциональные антиоксиданты………………. 56 3.1.5 Смеси антиоксидантов…………………………...…….. 56 56 3.3 Дополнительные критерии классификации антиоксидантов……………………………………………. 62 64 65 66 4 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ ОЗОННОГО СТАРЕНИЯ………………………………………..………. 67 4.1 Классификация антиозонантов………………………….. 4.2 Химически активные антиозонанты………………..…. 4.3 Инертные антиозонанты………………………………... Контрольные вопросы ……………………………………... Литература ………………………………………………….. 67 68 71 73 73 5 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ ПРОЦЕССОВ ГОРЕНИЯ ………………………………… 74 5.1 Пути снижения горючести ………………………………. 74 5.2 Антипирены: классификация и механизм их действия .. 5.2.1 Галогенсодержащие антипирены ……………………... 5.2.2 Фосфорсодержащие антипирены …………………….. 77 82 92 5.2.3 Фосфорсодержащие антипирены, содержащие атомы галогена …………………………………………………… 100 5.2.4 Фосфорсодержащие антипирены, содержащие атомы азота ……………………………………………………….. 5.2.5 Гидроксиды металлов …………………………...…….. 102 105 5.2.6 Снижение горючести с помощью азотсодержащих соединений ……………………….……………………….. 108 5.2.7 Антипирены других классов ….………………………. 5.3 Химическое модифицирование полимеров …….…….... 110 112 5.3.1 Хлорирование ……………………………………..…… 113 5.3.2 Сульфохлорирование ……………………………..…… 113 5.3.3 Фосфорилирование ………………………..................... 114 Контрольные вопросы ……………………………………...... 115 Литература ……………………………………………………. 115 4

Стр.4

6 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ ФОТОДЕСТРУКЦИИ…………………………………...... 117 6.1 Добавки, отражающие свет (экранирующие добавки)… 118 6.2 УФ-абсорберы…………………………………………..... 121 6.3 Квенчинг (тушение возбуждённых состояний)………… 130 6.4 Акцепторы свободных радикалов………………………. 132 6.4.1 Акцепторы алкильных радикалов…………………….. 6.4.2 Акцепторы пероксидных радикалов………………….. 133 140 6.5 Требования к светостабилизаторам……………………... 142 6.6 Синергические смеси светостабилизаторов для полимеров………………………………………………..... Контрольные вопросы……………………………………….. Литература…………………………………………………..... 144 157 162 7 ПРИНЦИПЫ ЗАЩИТЫ ПОЛИМЕРОВ ОТ БИОДЕГРАДАЦИИ……………………………………..... 7.1 Виды воздействия микроорганизмов на полимерные материалы………………………………………………..... 7.2 Методы защиты материалов от биоповреждений…….. Контрольные вопросы……………………………………….. Литература…………………………………………………..... 163 163 165 172 173 8 МЕТОДЫ ВВЕДЕНИЯ СТАБИЛИЗАТОРОВ……………. 174 Контрольные вопросы………………………………………... 176 Литература…………………………………………………..... 176 Приложение 1. ГОСТ 9.710-84 Единая система защиты от коррозии и старения (ЕСЗКС). Старение полимерных материалов. Термины и определения ……………………… 177 Приложение 2. Методы испытаний, определение свойств полимеров ………………………………………….. Российские ученые, внесшие вклад в развитие вопросов стабилизации полимеров и полимерных материалов........... 188 191 5

Стр.5