4645771466

Identyfikacja toksycznych produktów rozkładu termicznego i spalania tworzyw sztucznych

Duży wpływ na procesy degradacji, depolimeryzacji i destrukcji tworzyw wywierają czynniki takie, jak: energia cieplna, promieniowanie świetlne, ultrafioletowe, jonizujące, naprężenia mechaniczne, ultradźwięki oraz różne czynniki chemiczne (tlen, ozon, substancje

0    charakterze utleniającym i redukującym). Podczas ogrzewania następują odwracalne

1    nieodwracalne zmiany w tworzywach. Powyżej temperatury płynięcia zachodzi zwykle rozpad termiczny łańcuchów polimerów, któremu towarzyszy wydzielanie małocząsteczkowych substancji lotnych. Skład produktów rozkładu zależy między innymi od temperatury, ciśnienia i szybkości ogrzewania. Im wyższa jest temperatura rozkładu i duża szybkość ogrzewania, tym więcej tworzy się małocząsteczkowych substancji lotnych. Stwierdzono, że termiczna destrukcja tworzyw, połączona z wydzielaniem lotnych produktów jest łańcuchowym procesem rodnikowym. Pierwszym aktem jest przerwanie łańcucha makrocząsteczki w miejscach o najmniejszej energii wiązań. Przykładem może być rozerwanie wiązania między merami w łańcuchach posiadających podwójne wiązania:

-CH, -C =CH-CH, -CH, -C =CH-CH,--£->2[-C//,-C = CH -CH,-]

I    I    I

ch₃    ch₃    ch₃

Powstający rodnik jest stabilizowany dzięki efektowi sprzężenia z podwójnym wiązaniem. Na skutek tego oraz w związku ze zmniejszoną energią wiązania między merami, możliwa jest izomeryzacja rodnika z wydzieleniem cząsteczki monomeru:

CH₂=C-CH =CH₂    [2]

CH₃

Naświetlanie polimerów światłem słonecznym, ultrafioletowym lub promieniowaniem gamma wywołuje w nich procesy destrukcji i sieciowania. Procesy potęgują się przy jednoczesnym działaniu ciepła i tlenu. Pod wpływem promieniowania może nastąpić pobudzenie makrocząsteczki prowadzące do oderwania atomu wodoru, chloru i innych i utworzenia odpowiedniego makrorodnika.

Zmiany zachodzące pod wpływem promieniowania w polichlorku winylu) ilustruje reakcja:

-CH₂ -CHCl-CH₂ -CHCl- +hy^>-CH₂ -ĆH-CH₂ -CHCl-+■ Cl    [3 ]

19

Autor: Elżbieta Gałązka, Zdzisław Salamonowicz