Классификация полимеров

В зависимости от того, разложение полимеров идёт в присутствии или отсутствии О2 воздуха, различают термическое и термоокислительное разложение.

Под термическим разложением понимают распад полимерного материала под действием температуры в отсутствии окислителя (относительное движение составляющих приводит к разрушению связей). Термическая деструкция обычно идёт по радикальному механизму. При этом происходит деполимеризация, т.е. отщепление мономеров.

При 300 оС полистирол деполимеризуется на 60-70%, органическое стекло – на 90-95 % :

CH3 CH3 CH3 CH3 CH3 CH3

I I I I · I I

—CH2 – C—CH2—C—CH=C ¾® –CH2—C—CH2 + ×C—CH==C

I I I I I I

COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3 COOCH3

Термоокислительная деструкция – процесс разрушения макромолекул под действием высоких температур в присутствии кислорода. Этот процесс может идти при более низких температурах, чем термическая деструкция.

Первичные продукты – перекиси, при распаде которых образуются свободные радикалы.

-CH=CH- + O2 ¾® -CH-CH- ¾® -CH-CH- ¾® -CH + CH-

I I I I II II

O – O ×O ×O O O

OOH O×

O2 I I

-CH2-CH- ¾® -CH2-C- ¾® -CH2-C- + ×ОН

I I I

O× O

I II

-CH2-C-CH2-CH- ® -CH2-C + ×CH2-CH-

I I I I

Образуется вода, альдегиды, кетоны, спирты и т.д.

R× + -CH2-CH-CH2-CH- ¾® RH + -CH2-C·-CH2-CH- + O2 ¾®

I I I I

Cl Cl Cl Cl

O-O× O-OH

I I

® -CH2-C-CH2-CH- + RH ¾® -CH2-C-CH2-CH- + R× ¾®

I I I I

Cl Cl Cl Cl

O× O

I II

® -CH2-C-CH2-CH- + OH× ¾® -CH2-C + -CH2-CH-

I I I I

Cl Cl Cl Cl

Особенности горения полимеров

Для сгорания единицы веса полимера требуются большие объёмы воздуха (в 1.5 – 2 раза больше, чем для древесины - 4.5 м3/кг);

Образуются большие объемы продуктов горения;

Значительный недожог – образуется дым;

Содержится много токсичных продуктов недожога (CO, NO2, HCl, HCN, C и т.д.);

Плавление и растекание – распространение пожара;

Высокая температура горения – 1100 – 1300 оC;

Высокая излучательная способность у пламени.

Состав продуктов разложения и горения полимеров

Древесина состоит из целлюлозы (52 – 59 %), лигнина (21 – 28 %), гемицеллюлозы, смолы, терпены и т.д.