Ученые разработали новый способ повышения долговечности изделий из ПВХ

Ученые разработали метод повышения долговечности и безопасности ПВХ-изделий. Что представляет собой этот метод и как он работает, подробно в материале портала ОКНА МЕДИА.

Новый способ повысить долговечность и безопасность пластиковых изделий из ПВХ

Ученые из Университета штата Огайо предложили новую технологию повышения долговечности и безопасности изделий из ПВХ, о чем свидетельствует публикация в американском химическом журнале Chem.

ПВХ – очень распространенный материал. Изделия из него занимают 3-е место по распространению среди всех пластиков в мире. Они используются в:

• Строительстве;
• Медицинских изделиях;
• Потребительских товарах и прочее.

Окна из ПВХ широко применяются в строительстве, © oknamediaЧистый поливинилхлорид (ПВХ) очень хрупкий материал, не способный противостоять воздействию окружающей среды – высокой и низкой температурам, влажности, УФ-лучам и другим факторам. В таком виде он не пригоден для использования в различных изделиях. Чтобы пластику придать необходимые характеристики, в подготовительную смесь, к основе из ПВХ-смолы добавляют различные добавки – аддитивы.  Добавки позволяют изделиям из ПВХ становиться прочными, пластичными, стойкими к негативным факторам окружающей среды. Основные свойства полученному материалу задают пластификаторы. Они улучшают обработку полученного материала, а также конечные эксплуатационные характеристики – пластичность, эластичность. Увеличивается также долговечность, вследствие снижая температуры стеклования – это момент перехода полимера из пластического состояния в стеклообразное. Механизм действия пластификаторов заключается в том, что молекулы пластификаторов, проникая между полимерными цепями, уменьшают межмолекулярные силы при одновременном повышении подвижности молекул.

Однако существует проблема – со временем пластификатор выщелачивается из ПВХ, при этом снижаются эксплуатационные характеристики и долговечность пластикового изделия.

Новое открытие, по заявлению разработчиков, решает эту проблему.

Ковалентная добавка продлевает жизнь пластиковым изделиям

Пластификатор относится к нековалентным добавкам, из-за чего он со временем и выщелачивается. Чтобы предотвратить этот процесс разработчики нового метода предлагают провести электрокаталитическую функционализацию ПВХ для ковалентного введения пластифицирующих добавок непосредственно в основу полимера – основную цепь ПВХ. Иными словами – сделать пластификатору ковалентную прививку в процессе добавления к ПВХ.

Знание процессов механики послужило основой для разработки электрокатализаторов, способных модифицировать связи C–Cl в ПВХ в мягких условиях с высокой селективностью, подавляя побочные реакции, такие как элиминация и разрыв цепи. Функциональные группы, имитирующие пластификаторы ПВХ, ковалентно внедряются в основу ПВХ. Это позволяет получить материал с отличными от исходного полимера свойствами. Проще говоря – электроток надежно закрепляет пластификаторы в ПВХ, не допуская нежелательных химических реакций в последующем.

Какие процессы происходят:

• Механистически управляемая электрохимическая активация связей C-Cl в ПВХ-пластиках;
• Селективная прививка полимеров ПВХ различными акрилатными мономерами;
• Подавление миграции добавок в ковалентно функционализированном ПВХ;
• Новые термические и механические характеристики, наблюдаемые у модифицированных полимеров.

В итоге получается химически стойкий ПВХ-материал.

Степень прививки полимера легко контролировать простым изменением окислительно-восстановительной способности, которая передается во время электролиза. Эта стратегия используется для создания и материалов, устойчивых к выщелачиванию, путем прямого электролиза смесей потребительских изделий из ПВХ.

Вывод

Открытый американскими учеными метод — это новый подход к пластификации ПВХ-материалов. Он позволяет сделать изделия из пластмасс более безопасными и долговечными, а также более пригодными для вторичного использования.