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​成型过程中聚合物的降解

交联反应主要发生在热固性聚合物的注塑加工成型过程中,通常采用压缩、压注和层压等方法成型。但在热塑性聚合物成型时,由于成型条件或其他原因等也有可能引起交联反应,使聚合物的性能变坏,这在成型过程中应尽量避免。热固性聚合物在尚未成型时,通常其主要组成物都是线型的。
 
聚合物降解过程的实质是大分子链发生了结构变化,如断链、交联和侧基的变化等。在成型过程过程中,聚合物降解一般是难以完全避免的。聚合物降解的结果会产生使塑件的强度下降、变色、变脆、发粘、塑件出现气泡和流纹等弊病,严重时会使聚合物破坏成为单体或其他低分子化合物,使成型不能顺利进行,导致塑件失去使用价值。在成型过程中,热降解是主要的,而由应力、氧、水和其他酸碱等杂质引起的降解是次要的。
 
聚合物在成型过程中形成三维网状结构的反应称为交联,通过交联反应能制得体型聚合物。和线型聚合物比较,体型聚合物在机械强度、耐热性、耐溶剂性、化学稳定性和塑件形状稳定性等方面均有提高。所以,在一些对强度、工作温度、蠕变等要求较高的场合,交联聚合物有较广泛的应用。
 
聚合物在成型过程中出现降解后,会使塑件的外观变坏,内在质量降低,使用寿命缩短,因此在成型过程中,应尽量减少或避免聚合物降解。聚合物的质量很大程度上受合成过程中工艺的影响。例如大分子结构中含有双链和支链,相对分子质量分散性大,原料不纯或因后期净化不良而混有引发剂、催化剂、酸、碱或金属粉末等多种化学或机械杂质,这些都会影响聚合物的稳定性并使加工性变坏。
 
特别聚酯、聚醚和聚酰胺等聚合物在存放 过程中容易从空气吸附水分,使用前通常应使水分含量降温低到0.01%-0.05%以下。为使聚合物在不易产生降解的条件下加工成型,正确地确定合理的加工工艺和加工条件,对于那些热稳定性差、成型温度和分解温度非常接近的聚合物尤为重要。用绘制聚合物成型温度范围的方法,将有助于确定合理的成型条件。
 
聚合物成型注塑加工件通常是在高温和应力作用下进行的。由于聚合物大分子受热和应力的作用,或由于在高温下受微量水分、酸、碱等杂质及空气中氧气的作用,聚合物会发生相对分子量降低或大分子结构改变等化学变化,通常把相对分子质量降低的这种现象称为降解或裂解。
 
根据聚合物的性能,特别是成型温度较高的情况,应考虑使用抗氧化剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力。聚合物的降解在大多数情况下是有害的,但也有例外,例如通过机械降解作用使聚合物之间或两种聚合物的单体之间进行接枝或嵌段聚合物配制共聚物,以改良聚合物性能并扩大其应用范围就是一例。
 
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