Структурная стабилизация

Понятие структурной стабилизации охватывает всю область стабилизации полимеров, в которой, вообще говоря, используется модификация структуры полимера для улучшений его стабильности при старении.

Стабильность полимера зависит от строения его звена. Повышенная термостойкость достигается введением ароматических ядер в основную цепь полимера. Примером является полимерный сульфон, получающийся конденсацией ароматического сульфонилгалогенида (бензол- и дифенил-4-сульфонилхлорида) в присутствии катализаторов Фриделя-Крафтса; ниже 350^оС такие полимеры не размягчаются и не разлагаются.

Для улучшения свойств поликонденсационных смол, полученных при участии нескольких компонентов, достаточно замены одного из этих компонентов. Так, термостабильность может быть значительно повышена, если вместо стирола, обычно применяющегося для отверждения ненасыщенных полиэфирных смол, использовать триаллилцианурат или малеинимид.

Устойчивость неотвержденной эпиксидной смолы на основе дифенилолпропана при хранении может быть улучшена заменой 3-20% смолы на продукт, полученный на основе дифенилолметана или дифенилолэтана вместо дифенилолпропана.

Термостабильность эпиксидных смол может быть повышена совместной поликонденсацией с 1,2,5,6,9,10-триэпоксициклододеканом, а также при использовании в качестве отвердителя полиэфиров, содержащих карбоксильные группы (полученные из многоатомных фенолов и многоосновных кислот).

Повышение термостабильности и атмосферной стойкости полиэфируретанов (на основе простых и сложных эфиров) достигается при использовании в качестве диизоцианатного компонента не ароматического (применяющегося в большинстве случаев толилелндиизоцианата), а аралифатического, у которого изоцианатная группа связан с алкильным остатком, например n-фенилен-2’2-ди(этилизоцианата). Термостабильность силиконовых смол повышается при включении в молекулу структурной единицы фенилендисилана.

Термостабильность полимеризационных пластических масс часто улучшают путем сополимеризации с соответствующими компонентами: ПВХ – сополимеризацией с 25% фторпроизводного углеводорода, например винилфторида, полиарилонитрила – сополимеризацией с ненасыщенными карбоновыми кислотами, имеющими амидные группы, например ε-ε’-метакрилоиламинокапроноамино)капроновой кислотой. Свето- и термостойкость галогенсодержащих полимеров можно также повысить сшиванием продуктами взаимодействия фосфорноватистой кислоты (или ее производных) с ди- или полиаминами.

Введение в аморфно-кристаллические полимеры небольших количество высокодисперсной смеси Fe/Feo (Z) приводит к существенным изменениям структуры и свойств этих полимеров. Табл. 1 иллюстрирует эти изменения свойств композиций ПЭВП+Z на примере ударной вязкости А_р, стойкости к растрескиванию в агрессивных средах t₅₀ и коэффициента газопроницаемости по азоту . Совершенно очевидно, что столь существенные изменения указанных (и ряда других )свойств предполагают соответствующие структурные изменения композиций ПЭВП+Z по сравнению с исходным ПЭВП. Структурные изменения, обусловленные введением Z в ПЭВП, исследовали классическими методами изучения структуры аморфно-кристаллических полимеров: дифференциальной сканирующей калориметрией (ДСК), широко- и малоугловой рентгенографией, ИК-спектроскопией. Определенные результаты дали также механические испытания, магнитные измерения, реологические исследования, оптическая и электронная микроскопия, измерения газопроницаемости.

Таблица 1

Ударная вязкость А_р, стойкость к растрескиванию t₅₀

и коэффициент газопроницаемости по азоту  для композиций ПЭВП+Z

Содержание Z в композициях ПЭВП+Z, вес. %	Ар, кДж/м^2	t50, час	´ 10^-17 (моль/м)/(м^2×с×Па)
0	12,0	10	27,0
0,01	17,3	36	-
0,05	37,4	250	0,16
0,10	12,0	38	-
0,50	13,0	-	-

Практические способы стабилизации отдельных типов полимеров

Для каждого типа полимеров существует много способов улучшения их стабильности путем введения различных добавок или применения других особых способов стабилизации. Рекомендовать подходящую для данного полимера стабилизирующую систему можно только с учетом особенностей природы полимера. Во всех случаях стабилизации необходимо руководствоваться условиями переработки и эксплуатации полимерного материала.