4645771461

Identyfikacja toksycznych produktów rozkładu termicznego i spalania tworzyw sztucznych

Tabela 2 Energia dysocjacji różnych wiązań występujących w polimerach

Typ wiązania	Energia dysocjacji [kJ/mol]	Typ wiązania	Energia dysocjacji [kJ/mol]
Z III U	50,8	Si-CI	22,2
u III u	47,7	Cahf.-O	20,4
C=N	35,1	Calif.-Calif.	19,7
c=c	34,7	Calif.-N	19,5
C-F	27,7	C-Cl	19,3
Carom. ”0	25,6	Calif.-Si	18,6
Si-0	25,3	Si-H	18,2
C-H	23,6	O-Br	16,2
Carom.'Carom.	23,7	C-J	12,2

Moc wiązania pomiędzy dwoma atomami w makrocząsteczkach polimeru nie może być jednak jednoznacznie scharakteryzowana wyłącznie na podstawie dysocjacji wiązania, zależy ona bowiem również od rodzaju otoczenia (charakteru podstawników, typu atomów sąsiadujących itp.). Z tego względu, oprócz mocy wiązania, również ważny wpływ na termostabilność polimerów wywierają czynniki "makroskopowe", a mianowicie budowa meru oraz budowa całej makrocząsteczki, w tym szczególnie cykliczna struktura związana z układami aromatycznymi i heterocyklicznymi oraz łączniki ("mostki") wiążące te ogniwa aromatyczne i heterocykliczne.

W celu ustalenia skali porównawczej termostabilności różnych polimerów wprowadzono pojęcie "temperatura czasu półtrwania polimeru", Th, w której próbka ogrzana w czasie 45 min traci 50% swej masy pierwotnej.

Tabela 3 przedstawia termostabilność (wartość Th) niektórych polimerów o łańcuchu głównym złożonym z atomów węgla. Dane zawarte w tej tabeli wyraźnie wskazują na istotny wpływ budowy meru w łańcuchu polimeru na jego termostabilność; stąd można wyprowadzić następujące wnioski ogólne:

•    zastąpienie atomów wodoru przez atomy fluoru znacznie polepsza termostabilność (np. wartość Th PTFE jest o 103°C wyższa od wartości Th polietylenu); wiąże się to nie tylko z większą energią dysocjacji wiązania C-F (w porównaniu z wiązaniem C-H), ale również z tym, że promień atomowy fluoru jest znacznie większy niż atomu wodoru, co dodatkowo ekranuje wiązanie C-C w makrocząsteczkach PTFE; wynikiem tego jest także bardzo dobra odporność chemiczna, niepalność i odporność na działanie światła,

•    obecność w polimerach niektórych ugrupowań, takich jak np.: OH, Cl, RCO, NH2, które stosunkowo łatwo odszczepiają się w postaci wody, chlorowodoru, alkoholu i amoniaku, znacznie zmniejsza ich termostabilność: stąd wynika np. mała stabilność termiczna poli(alkoholu winylowego), poli(octanu winylu) czy polichlorku winylu),

15

Autor: Elżbieta Gałązka, Zdzisław Salamonowicz