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如何避免塑料型材加工中聚合物的降解？

信息來源于：互聯網發布于：2022-07-19

塑料型材在加工過程中如果聚合物，要受到高溫、強剪切力等的作用，在這些強的作用下，高分子鏈要產生斷鏈，因而分子量下降，這就是降解。

一、降解的分類
1.自由基連鎖降解反應：由熱、應力等物理因素引起的降解。在熱或剪切力的影響下，聚合物的降解通常是無規則的選擇進行的。這是因為聚合物中所有化學鍵的能量都十分接近的關系。在這些物理因素作用下，降解機理也極其相似，通常是通過形成自由基的中間步驟按連鎖反應機理進行，包括活性中心的產生、鏈轉移和鏈斷裂、鏈終止幾個階段。

2.逐步降解：這種降解主要是在加工的高溫下，聚合物含有微量水分、酸或堿等雜志進行有選擇的降解，降解一般發生在碳-雜鏈（如C-N、C-O、C-S、C-SI等）處，這是因為碳-雜鏈鍵能較小、穩定性較差的緣故。降解具有逐步反應的特征，每一步具有獨立性，中間產物穩定，斷鏈的機會隨分子量的增大而增大，所以隨著降解反應的逐步進行，聚合物的分子量逐漸減小的同時，其分子量分散性也逐步減小。含有酰胺、酯、縮醛的聚合物容易在高溫下發生水解、酯解、酸解、胺解等降解反應。
溫度越高，降解越快；在高溫下停留時間越長，降解越厲害。加工過程往往有氧氣的存在，氧在高溫下能使聚合物氧化生成過氧化物結構，過氧化物容易分解產生自由基，從而引發連鎖降解反應，稱為熱氧降解，使聚合物降解的主要歷程。
加工過程中，聚合物要反復受到應力的作用（以剪切應力為主），當剪切應力的能量超過鍵能時，就引起化學鍵的斷裂，產生降解。剪切作用和熱的作用一起，對聚合物的降解起強烈的降解促進作用。
微量水分是有些聚合物降解的主要因素，如PC、尼龍（PA）、ABS、聚酯等。因此加工之前的干燥是必備的工序。

二、解決措施
聚合物在加工過程中出現降解后，制品外觀變差，內在質量降低，使用壽命縮短。因此加工過程大多數情況下都應設法盡量減少和避免聚合物降解。因此通常可采用以下措施：

1.嚴格控制原材料技術指標，盡量去除聚合物中的催化劑殘留等雜志。
2.使用前對聚合物進行嚴格干燥，特別是聚酯、聚醚、聚酰胺等聚合物存放過程容易從空氣中吸附水分，用前通常應使水分含量降低到0.01-0.05%以下
3.確定合理的加工工藝和加工條件，使聚合物能在不易產生降解的條件下加工成型。
4.加工設備和模具應有良好的結構。主要應消除設備中與聚合物接觸的部分可能存在的死角或縫隙，減少過長的流道、改善加熱裝置、提高溫度顯示裝置的靈敏度和冷卻系統的冷卻效率。
5.在配方中考慮使用抗氧劑、穩定劑等以加強聚合物對降解的抵抗能力。
有些情況下，可以利用聚合物在加工過程中的降解效應，如橡膠的開煉（塑煉），降低分子量，提高加工性；聚合物共混物，利用剪切效應產生的自由基，可是兩種或多種聚合物產生接枝、共聚等反應，從而提高共混物的性能

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