Polimeros Degradación
Enviado por ceq_hce • 23 de Noviembre de 2014 • 1.244 Palabras (5 Páginas) • 414 Visitas
DEGRADACIÓN DE POLÍMEROS
El término degradación de polímeros incluye un deterioro en las funciones de los materiales poliméricos causado por cambios en las propiedades físicas causados por reacciones químicas que involucran rompimiento de enlaces en la cadenas principales de las moléculas, lo que lleva a reducción del peso molecular; esto es, una reducción en la longitud de cadenas. Estas reacciones también pueden ocurrir en los grupos laterales e igualmente inciden sobre las propiedades aunque en menor medida.
La degradación de los polímeros puede ser: térmica, mecánica, fotoquímica, radiación química, biológica y química.
La degradación química es el proceso que es provocado por la influencia de sustancias químicas en contacto con los polímeros (ácidos, bases, solventes, etc.)
La degradación térmica se refiere al caso en el que el polímero, a elevadas temperaturas, sufre cambios químicos sin la presencia de otro compuesto.
La radiación de alta energía como los rayos X o los rayos γ o la radiación de partículas como átomos, electrones o neutrones, interactúa con la molécula del polímero generando cambios físicos y químicos. Se conoce como degradación por agentes energéticos.
Cabe resaltar que en la práctica, normalmente estos modos están relacionados y la degradación de un polímero está influenciada por 2 o varios modos simultáneos. Este tipo de procesos con interacción entre varios modos de degradación se nombran como degradación ambiental. Ej (acción de luz UV, oxígeno y emisiones atmosféricas).
Mecanismos
Las reacciones de degradación se clasifican en reacciones de una sola etapa o reacciones en cadena.
En el primer tipo de reacciones, la tasa de la reacción es directamente proporcional a la tasa de iniciación; ej: la ruptura de un enlace por la absorción de un fotón.
La característica principal de las reacciones en cadenas es la autopropagación de los procesos una vez iniciados. Los productos generados en las primeras etapas de la reacción son capaces de interactuar con las moléculas y generar reacciones espontáneas. Este tipo de reacciones son importantes porque un solo paso de iniciación de la reacción implica varios pasos de propagación, lo que lleva a una daño exponencial en muchos casos.
Las reacciones de oxidación en cadena también son llamadas como autoxidaciones y proceden principalmente por mecanismos de radicales libres. Los radicales libres son generados en gran cantidad de reacciones de iniciación y estos reaccionan fácilmente con oxígeno molecular, generando autoxidación, un fenómeno bastante común. Figura 1.2 (reacción de autoxidación para el polipropileno= se van adicionando moléculas de oxígeno a la cadena principal que roban hidrógenos de la cadenas principal generando más radicales. Estos radicales formados pueden generar descomposición por termólisis o fotólisis. Figura 1.4ª,b, generando reducciones de longitud de cadenas y por tanto reducciones de peso molecular que afectan las propiedades. Esta es una reacción cíclica y e produce la degradación del polímero. (imagen de ciclo descargada).
Cabe resaltar que los ataques de las especies radicalarias pueden ser en posiciones específicas de la cadena o en posiciones aleatorias. Serán en posiciones específicas cuando hayan pocos grupos funcionales o impurezas en la cadena principal o cuando hayan pequeños bloques de un tipo de polímero entre grandes bloques de otro polímero (para copolímeros en bloque). Los ataques se darán en posiciones aleatorias para polímeros lineales, es decir, con grupos funcionales iguales en todas sus unidades repetitivas.
Detección de la degradación de polímeros
Los cambios de tamaño molecular son una buena indicación para los cambios químicos que ocurren en las cadenas poliméricas afectando el peso molecular de este tipo de materiales. Así los resultados pertenecientes a cambios en los pesos moleculares y sus distribuciones son relacionados con la ruptura de las cadenas en los procesos de degradación.
También son usados ensayos como cromatografía de gases o espectrometría de masas para analizar sustancias volátiles generadas por los procesos
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