ИССЛЕДОВАНИЕ МЕХАНИЗМОВ ДЕГРАДАЦИИ ПОЛИЭТИЛЕНА ПРИ ПРОДОЛЖИТЕЛЬНОМ ВОЗДЕЙСТВИИ ЕСТЕСТВЕННЫХ КЛИМАТИЧЕСКИХ ФАКТОРОВ

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Условия эксплуатации изделий из полимерных материалов оказывают существенное влияние на срок их службы. В данной статье представлены результаты исследования продолжительности воздействия естественных климатических факторов Республики Саха (Якутия) (зона очень холодного климата) на структуру и свойства полиэтилена марки 273-83. С помощью метода ИК-спектроскопии установлено, что при продолжительном натурном экспонировании в материале протекают радикальные окислительные реакции, вызывающие снижение молекулярной массы полимера. Исследование показателя текучести расплава показало, что в полимере кроме реакций, сопровождающихся разрывом макромолекулярных цепей, протекают также процессы сшивания. Оба процесса приводят к снижению молекулярной массы полимера и расширению молекулярно-массового распределения. Изменение степени кристалличности и размеров ламелярных образований имеет немонотонный характер и определяется метеоусловиями в период экспонирования. Изменения интенсивности солнечного излучения, а также среднесуточных и сезонных температур окружающего воздуха в совокупности с химическими изменениями, протекающими в полимере при натурном экспонировании, приводят к появлению областей упорядоченных структур в аморфной фазе, в результате чего толщина аморфного пространства, обусловливающего пластичность материала, снижается. При этом напряжения в макромолекулярных цепях полимера, находящихся в аморфной фазе повышаются настолько, что полимер демонстрирует поведение хрупкого материала.

Об авторах

Е. С. Петухова

Федеральный исследовательский центр “Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук” Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ag_argunova@mail.ru
Россия, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

А. Л. Федоров

Федеральный исследовательский центр “Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук” Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук

Email: ag_argunova@mail.ru
Россия, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

А. Г. Аргунова

Федеральный исследовательский центр “Якутский научный центр Сибирского отделения Российской академии наук” Институт проблем нефти и газа Сибирского отделения Российской академии наук

Автор, ответственный за переписку.
Email: ag_argunova@mail.ru
Россия, 677007, Якутск, ул. Автодорожная, 20

Список литературы

  1. Abdelhafidi A., Babaghayou I.M., Chabira S.F., Sebaa M. // Procedia Soc. Behav. Sci. 2015. V. 195. P. 2922.
  2. Andrady A.L., Hamid S.H., Hu X., Torikai A. // J. Photochem. Photobiol. B. 1998. V. 46. P. 96.
  3. Oliveira M.C.C. de, Diniz Cardoso A.S.A., Viana M M., Lins V. de F.C. // Renew. Sustain. Energy Rev. 2018. V. 81. № 2. P. 2299.
  4. Neiman M.B. // Aging and Stabilization of Polymers. Moscow: Science, 1964.
  5. Emanuel N.M., Buchachenko A.L. Chemical Physics of Molecular Destruction and Stabilization of Polymers. Moscow: Science, 1988.
  6. Kablov E.N., Startsev V.O. // Russ. Metall. (Met.). 2020. V. 2020. № 10. P. 1088.
  7. Zha S., Lan H.-q., Lin N., Meng T. // Polym. Degrad. Stab. 2023. V. 208. P. 208.
  8. Gong Y., Wang Sh.-H., Zhang Z.-Y., Yang X.-L., Yang Zh.-G., Yang H.-G. // Polym. Degrad. Stab. 2021. V. 194. P. 109752.
  9. Freile-Pelegrín Y., Madera-Santana T., Robledo D., Veleva L., Quintana P., Azamar J.A. // Polym. Degrad. Stab. 2007. V. 92. № 2. P. 244.
  10. Therias S., Rapp G., Masson C., Gardette J.-L. // Polym. Degrad. Stab. 2021. V. 183. P. 109443.
  11. Rapp G., Tireau J., Bussiere P.-O., Chenal J.-M., Rousset F., Chazeau L., Gardette J.-L., Therias S. // Polym. Degrad. Stab. 2019. V. 163. P. 161.
  12. Khelid N., Colin X., Audouin L., Verdu J., Monchy-Leroy C., Prunier V. // Polym. Degrad. Stab. 2006. V. 91. № 7. P. 1598.
  13. Pickett J.E., Kuvshinnikova O., Sung L.-P., Ermi B.D. // Polym. Degrad. Stab. 2019. V. 166. P. 135.
  14. Weon J.-Il. // Polym. Degrad. Stab. 2010. V. 95. № 1. P. 14.
  15. Babkina N.V., Kosyanchuk L.F., Todosiichuk T.T., Kozak N.V., Menzheres G.Y., Nesterenko G.M. // Polymer Science A. 2012. V. 54. № 2. P. 125.
  16. Озеров Д.С., Лашуков П.В., Баранцева М.Ю., Пахомова А.А., Мухамедиева Л.Н. // Сб. тр. конф. “Климат-2021: Современные подходы к оценке воздействия внешних факторов на материалы и сложные технические системы”. М., 2021. С. 246.
  17. Leonard M., Ver V. // J. Chromatogr. Sci. 1999. V. 37. P. 486.
  18. Zha S., Lan H.-Q., Lin N., Liu Yu., Meng T. // J. Mater. Res. Technol. 2023. V. 24. P. 3383.
  19. Bredács M., Kanatschnig E., Frank A., Oreski G., Pinter G., Gergely S. // Polym. Degrad. Stab. 2023. V. 212. P. 110345.
  20. Maria R., Rode K., Brüll R., Dorbath F., Baudrit B., Bastian M., Brendlé E. // Polym. Degrad. Stab. 2011. V. 96. № 10. P. 1901.
  21. Maria R., Rode K., Schuster T., Geertz G., Malz F., Sanoria A., Oehler H., Brüll R., Wenzel M., Engelsing K., Bastian M., Brendlé E. // Polymer. 2015. V. 61. P. 131.
  22. Федоров А.Л., Петухова Е.С., Аргунова А.Г. // Сб. тр. Всеросс. конф. “Климат-2022: современные подходы к оценке воздействия внешних факторов на материалы и сложные технические системы”. М., 2022. С. 109.
  23. Petukhova E.S., Fedorov A.L. // Procedia Structural Integrity Part of special issue: IX Eurasian Symposium on the problems of strength and resource in low climatic temperatures (EURASTRENCOLD-2020). 2020. V. 30. P. 105.
  24. Архив метеоусловий [Электронный ресурс]. URL: https://rp5.ru.
  25. Gardette M., Perthue A., Gardette J.-L., Janecska T., Földes E., Pukánszky B., Therias S. // Polym. Degrad. Stab. 2013. V. 98. № 11. P. 2383.
  26. Denisov E.T. // Kinetics of Homogeneous Chemical Reactions. Moscow: High School, 1988.
  27. Kamalian P., Khorasani S.N., Abdolmaleki A., Karevan M., Khalili Sh., Shirani M., Neisiany R.E. // J. Polym. Eng. 2020. V. 40. № 2. P. 181.
  28. Hsu Yu-Ch., Weir M.P., Truss R.W., Garvey C.J., Nicho-lson T.M., Halley P.J. // Polymer. V. 53. № 12. P. 2385.
  29. Abbas-Abadi M.S., Haghighi M.N., Yeganeh H. // J. Appl. Polym. Sci. 2012. V. 126. № 5. P. 1739.
  30. Rodriguez A.K., Mansoor B., Ayoub G., Colin X., Benzerga A.A. // Polym. Degrad. Stab. 2020. V. 180. P. 109185.
  31. Becerra A.F.C., D’Almeida J.R.M. // Polym. Polym. Compos. 2017. V. 25. № 5. P. 327.
  32. Seunggun Yu., Cheolmin P., Soon Man H., Chong Min K. // Thermochim. Acta. 2014. V. 583. P. 67.
  33. Liu Ya., Sun J., Chen Sh., Sha J., Yang J. // Thermochim. Acta. V. 713. P. 179231.
  34. Yusuke H., Takumitsu K., Kento T., Toshio I., Koh-hei N. // Polym. Degrad. Stab. 2018. V. 150. P. 67.
  35. Czarnecka-Komorowska D., Chandra S., Kopeć B., Borowski J., Garbacz T. // J. Adv. Sci. Tecnol. Res. 2022. V. 16. № 4. P. 38.
  36. Wietzke S., Jansen C., Reuter M., Jung T., Hehl J., Kraft D., Chatterjee S., Greiner A., Koch M. // Appl. Phys. Lett. 2010.V. 97. № 2. P. 022901.
  37. Van Krevelen D.W. // Properties of Polymers Correlations with Chemical Structure. London; New York: Elsevier, 1972.

© Е.С. Петухова, А.Л. Федоров, А.Г. Аргунова, 2023