С тех пор как полиэтилен вошел в нашу жизнь и прочно закрепился в ней прошло уже немало лет. Однако ещё 30 лет назад его применение было желанным, но весьма проблемным. Все дело в том, что сам по себе полимер достаточно хрупкий и недолговечный материал. Полиэтиленовый пакет, который пролежал на солнце несколько дней, рассыпается в руках. Почему так происходит?
Структура полиэтилена способна поглощать кислород, который под действие УФ-излучения запускает фотореакцию с образованием свободных радикалов. В результате макромолекула полимера разрывается на малые звенья. Как следствие, ухудшаются свойства материала, он становится блеклым, хрупким. Решить проблему чувствительности к УФ-излучению, придать пластичность, окрасить во все цвета радуги помогает добавление в полимерную массу специальных соединений.
Мы собрали 10 интересных фактов о модифицированном полиэтилене и самих добавках:
1. В матрицу макромолекул полиэтилена вводят низкомолекулярные добавки, при этом химической реакции в этих условиях не происходит.
2. Для защиты от УФ в полиэтилен вводят сажу, которая окрашивает материал в черный цвет. Красивый серебристый отлив придает алюминиевая пудра.
3. Светостабилизаторы снижают скорость одной или нескольких стадий фотоокислительного процесса.
4. Дисульфидные добавки существенно увеличивают модуль упругости полимера, не вступая в химическую реакцию с катализатором. Это позволяет вводить их уже в процессе синтеза, распределяя равномерно в матрице макромолекул. Таким образом достигается максимальная эффективность применения добавок, снижается их расход, соответственно и стоимость полиэтилена.
5. Технологические добавки, вводимые в полиэтилен, улучшают его текучесть. Это влияет на легкость его переработки в конечное изделие.
6. При введении в полиэтилен добавок, близких по строению к компонентам древесины, в количестве до 1% масс, резко увеличивается его предел прочности. Это объясняется тем, что стабилизаторы упорядочивают расположение макромолекул.
7. Одна из аллотропных модификаций углерода – фуллерен С60 (про графит и алмаз известно из школьной химии). Есть исследования, которые показывают увеличение устойчивости к УФ-излучению полиэтилена при введении него фуллерена С60.
8. Светопреобразующие добавки применяются для тепличных пленок. Они концентрируют солнечную энергию в течение дня, а в сумерках излучают ИК-диапазон. Именно он ответственен за увеличение биомассы растений и скорость созревания плодов. Таким образом повышается эффективность теплиц.
9. Спустя некоторое время происходит выпотевание стабилизаторов из структуры полимера, и он теряет свою защиту от УФ-заключения. Именно период удерживания добавок определяет срок службы изделия из полиэтилена.
10. При переработке полиэтилена немалое значение на выбор способа утилизации влияют содержащиеся в нем добавки. Т.к. основным, по-прежнему, является сжигание, в атмосферу попадают не только продукты горения полиэтилена – углекислый газ, угарный газ, формальдегид, которые сами по себе являются опасными. В воздух попадают также оксиды азота, серы. Обнаруживаются даже хлороводород и фтороводород.
Трудно назвать хоть какую-то сферу нашей жизни, которая обходится без полимерных материалов. Насколько широко их применение, настолько много мифов и разговоров о проблеме переработки и утилизации. Об этом сейчас вещают из каждого утюга. Как производители изделий из полимерных материалов, нам тоже есть, что сказать по этой теме. Как минимум, о том, что проблема с пластиком раздута до невероятных масштабов, а есть ли она на самом деле? Об этом - в другой статье.