تخریب پلیمر

تخریب پلیمر عبارت است از کاهش خواص فیزیکی یک پلیمر، مانند استحکام که در اثر تغییر در ترکیب شیمیایی آن ایجاد می شود. پلیمرها و به ویژه پلاستیک ها در تمام مراحل چرخه عمر محصول خود، از جمله در هنگام تولید، استفاده، دفع در محیط زیست و بازیافت، در معرض تخریب قرار می گیرند. [ ۱] نرخ این تخریب به طور قابل توجهی متفاوت است. تجزیه زیستی می تواند چندین دهه طول بکشد، در حالی که برخی از فرآیندهای صنعتی می توانند یک پلیمر را در چند ساعت به طور کامل تجزیه کنند.
فن آوری هایی برای افزایش یا جلوگیری از تخریب توسعه یافته اند. به عنوان مثال، تثبیت کننده های پلیمری اطمینان حاصل می کنند که اقلام پلاستیکی با خواص مطلوب تولید شوند، طول عمر مفید آنها را افزایش یابد و بازیافت آنها تسهیل شود. برعکس، افزودنی های زیست تخریب پذیر با افزایش زیست تخریب پذیری، تخریب زباله های پلاستیکی را تسریع می کنند. برخی از حالت های بازیافت پلاستیک می تواند شامل تجزیه کامل پلیمر به مونومر یا سایر مواد شیمیایی باشد.
به طور کلی گرما، نور، هوا و آب مهمترین عوامل در تخریب پلیمرهای پلاستیکی هستند. بیشتر تغییرات شیمیایی اکسیداسیون و بریدگی زنجیره است که منجر به کاهش وزن مولکولی و درجه پلیمریزاسیون پلیمر می شوند. این تغییرات بر خواص فیزیکی مانند استحکام، چکش خواری، شاخص جریان مذاب، ظاهر و رنگ تأثیر می گذارد. این تغییرات خواص اغلب «سالخوردگی» نامیده می شود.
پلاستیک ها بسیار متنوع اند؛ با این حال چندین نوع پلیمر کالایی بر تولید جهانی غالب هستند: پلی اتیلن ( PE ) ، پلی پروپیلن ( PP ) ، پلی وینیل کلراید ( PVC ) ، پلی اتیلن ترفتالات ( PET, PETE ) ، پلی استایرن ( PS ) ، پلی کربنات ( PC ) ، و پلی ( متیل متاکریلات ) ( PMMA ) . تخریب این مواد از اهمیت بالایی برخوردار است زیرا بیشترین زباله های پلاستیکی را تشکیل می دهند.
این پلاستیک ها همه ترموپلاستیک هستند و احتمال در معرض تخریب قرار گرفتن آن ها از ترموست ها بیشتر است، همان طور که اتصال عرضی بیشتری دارند. بیشتر آن ها ( PP, PE, PVC, PS و PMMA ) پلیمرهای افزودنی با زنجیره اصلی تمام کربنی هستند که در برابر اکثر انواع تخریب مقاوم تر هستند. PET و PC پلیمرهای تراکمی حاوی گروه های کربونیل هستند که نسبت به هیدرولیز و حمله UV حساس تر هستند.
پلیمرهای ترموپلاستیک ( چه بکر و چه بازیافتی ) باید تا زمانی که مذاب شوند حرارت داده شوند تا به شکل نهایی خود درآیند و دمای فرآوری آن بین ۱۵۰ تا ۳۲۰ درجه سانتیگراد ( ۳۰۰ تا ۶۰۰ درجه فارنهایت ) با توجه به نوع پلیمر باشد. [ ۲] پلیمرها در این شرایط اکسید می شوند، حتی در غیاب هوا، این دماها برای ایجاد تخریب حرارتی در برخی مواد کافی است. پلیمر مذاب همچنین تنش برشی قابل توجهی را در حین اکستروژن و قالب گیری تجربه می کند که برای چفت شدن زنجیره های پلیمری کافی است. بر خلاف بسیاری از اشکال دیگر تخریب، اثرات فرآوری مذاب به جای لایه های سطحی، کل پلیمر را تخریب می کند. این تخریب، نقاط ضعف شیمیایی را به پلیمر وارد می کند، به ویژه به شکل هیدروپراکسیدها، که به مکان هایی برای تخریب بیشتر در طول عمر جسم تبدیل می شوند.