تخریب پلیمرها در اثر تابش نور خورشید

تابش اشعه ی ماوراء بنفش خورشید در بسیاری از پلیمرها باعث تخریب میشود. عملا اشعه ماوراء بنفش باعث اکسید شدن پلیمرها خواهد شد که به موجب آن زنجیره های مولکول پلیمر شکسته و رادیکال های آزاد، ایجاد میشود.

وقتی پلیمری در معرض تنش قرار میگیرد ،در حقیقت بر هم کنش زنجیره های مولکولی و گره خوردگی های بین آنها باعث ایجاد استحکام در قطعه پلیمری میشود و یا وقتی قطعه پلیمری تحت کشش قرار میگیرد،زنجیره های مولکولی در جهت کشش هم راستا شده و در نهایت پاره خواهند شد.

هر اندازه جرم مولکولی بالاتر باشد و یا به بیان دیگر هرچه زنجیره مولکولی بلندتر باشد،گره خوردگی بین مولکول ها بیشتر و به تبع آن استحکام پلیمر بالاتر خواهد بود.کاهش جرم مولکولی و کوچک شدن زنجیره مولکولی در نهایت باعث افت خواص مکانیکی ماده پلیمری خواهد شد.

تمام پلیمرهای سنتزی برای مقاومت در برابر عوامل محیطی نیاز به پایدارسازی دارند.در نتیجه بکارگیری روشی مناسب برای کاهش و یا ممانعت از تخریب پلیمرها در برابر عواملی از قبیل گرما،نور و یا اکسیژن الزامی است.

افزودنی های مختلفی برای ایجاد پایداری نوری در پلیمرها مورد استفاده قرار میگیرند ،که متناسب با مکانیسم اپر آنها به شرح زیر تقسیم بندی میشوند:

  1. پوشش دهنده ها در برابر نور
  2. جذب کننده های اشعه ی ماوراء بنفش
  3. تجزیه کننده ی پرکساید
  4. جاذب رادیکالی های آزاد

پایدار کننده های پوشش دهنده: با ایجاد سطحی بر روی پلیمر مانع از نفوذ اشعه ی UV به درون پلیمر میشوند و بخشی از نور را انعکاس میدهند.

پایدار کننده های جذب کننده: انرژی امواج تابیده شده به پلیمر را جذب می کنند و مانع از رسیدن انرژی لازم برای تجزیه عوامل پرکسایدی و آغاز واکنش شکست مولکول می گردند.

پایدار کننده های تجزیه کننده ی عوامل پرکسایدی: پرکساید ایجاد شده طی مکانیسم تخریب را از بین میبرد تا در نهایت نتوانند باعث شکست مولکول پلیمری شوند.

پایدار کننده های جاذب رادیکال های آزاد: در صورت نفوذ امواج ماوراء بنفش به توده ی پلیمری و ایجاد رادیکال آزاد به سرعت با رادیکال ایجاد شده وارد واکنش شده و مانع از شکست بیشتر مولکول های پلیمر توسط رادیکال آزاد ایجاد شده خواهند شد.

دوده یا کربن بلک به دلیل عوامل شیمیایی متنوعی که برروی سطح خود دارد،علاوه بر جاذب UV بودن به عنوان بهترین جاذب رادیکال آزاد شناخته شده است.