隨著國民經濟的快速發展,有機涂料被廣泛應用于天花板、幕墻板、飲水機、空調機、洗衣機、鋁型材等室內外用品中,但其自然環境中會發生一系列變化,具體表現為光澤下降、顏色變暗淡,涂層表面出現銹點或裂紋等。這都是因為涂層老化造成的。
有機涂層大部分直接暴露在大氣環境中,由于環境中的光、熱、氧、潮濕、應力、化學侵蝕等的影響,結構被破壞、性能逐漸變壞的現象稱為老化。老化的原因很多,主要是聚合物的鏈降解,包括熱降解、氧化降解和光氧化降解、水解以及生物降解等。常溫使用的一般涂料的主要老化方式為光氧化降解。下面簡單介紹幾種:
(1)氧化降解與光氧化降解
不飽和聚烯烴很容易受氧的進攻(自動氧化),它們和氧反應可形成過氧化氫物或環狀過氧化物,然后進一步裂解交聯。對于飽和碳鏈聚合物,氧化通常是從那些弱的C-H鍵處開始的,例如,聚丙烯中的叔碳原子上的C-H鍵等。這種氧化作用比較緩慢,但一些過度元素(如Fe,Cu,Mn,Ni等)可促進此類氧化反應。顏料中的TiO2也是一種氧化劑。紫外光可以大大加速氧化反應。在光照作用下的氧化又稱光氧化,涂料的老化主要是光氧化反應。反應中生成的自由基可和O2結合生成過氧化物自由基,再進一步奪氫形成過氧化氫物,于是形成鏈式反應。
(2)熱氧化
聚合物的熱氧(老)化式熱和氧綜合作用的結果。熱加速了聚合物的氧化,而氧化物的分解導致了主鏈斷裂的自動氧化過程。氧化過程式首先形成氫過氧化物,再進一步分解而產生活性中心(自由基)。一旦形成了自由基之后,即開始鏈式的氧化反應
(3)通過水解的鏈降解
聚合物鏈通過官能團聯系在一起(如聚酯、聚酰胺、多糖和聚甲醛)時,它們的化學降解很易于理解。這些聚合物可以用酸或堿作為催化劑進行水解,也可以用酶來水解。只要聚合物在水中溶解或至少溶脹,聚合物鏈的水解就非常容易。不同聚合物由于結構不同,水解速度也不同。
責任編輯:賈靜煥
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