{"id":6339,"date":"2023-12-22T10:19:18","date_gmt":"2023-12-22T10:19:18","guid":{"rendered":"https:\/\/longchangchemical.com\/?p=6339"},"modified":"2026-04-28T10:42:23","modified_gmt":"2026-04-28T10:42:23","slug":"how-do-polymers-age","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/longchangchemical.com\/pt\/how-do-polymers-age\/","title":{"rendered":"Como os pol\u00edmeros envelhecem?"},"content":{"rendered":"

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Quick answer:<\/strong> A practical stabilization strategy starts with the degradation risk first, then screens the additive package around processing conditions, service life, and appearance requirements.<\/p>\n

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Os materiais polim\u00e9ricos incluem pl\u00e1sticos, borracha, fibras, filmes, adesivos e revestimentos. Como eles t\u00eam muitas propriedades potenciais superiores \u00e0s dos materiais estruturais tradicionais, est\u00e3o sendo cada vez mais usados no campo de produtos militares e civis.
\nNo entanto, durante o processo, o armazenamento e o uso, devido \u00e0 luz, ao calor, ao oxig\u00eanio, \u00e0 \u00e1gua, \u00e0 radia\u00e7\u00e3o de alta energia, \u00e0 eros\u00e3o qu\u00edmica e biol\u00f3gica e a outros fatores internos e externos, a composi\u00e7\u00e3o qu\u00edmica e a estrutura dos materiais polim\u00e9ricos sofrer\u00e3o uma s\u00e9rie de altera\u00e7\u00f5es nas propriedades f\u00edsicas, que ser\u00e3o alteradas de acordo, como dureza, viscosidade, fragilidade, descolora\u00e7\u00e3o, perda de resist\u00eancia e assim por diante.
\nA natureza do envelhecimento do material polim\u00e9rico \u00e9 a mudan\u00e7a na estrutura f\u00edsica ou qu\u00edmica, que se manifesta como um decl\u00ednio gradual no desempenho do material e perde seu devido valor de uso. A falha por envelhecimento de materiais polim\u00e9ricos tornou-se um dos principais problemas que limitam o desenvolvimento e a aplica\u00e7\u00e3o de materiais polim\u00e9ricos.<\/p>\n

Fen\u00f4meno do envelhecimento
\nDevido \u00e0s diferentes variedades de materiais polim\u00e9ricos, o uso de diferentes condi\u00e7\u00f5es, portanto, h\u00e1 diferentes fen\u00f4menos e caracter\u00edsticas de envelhecimento. Por exemplo, filme pl\u00e1stico agr\u00edcola ap\u00f3s sol e chuva, ap\u00f3s a ocorr\u00eancia de descolora\u00e7\u00e3o, fr\u00e1gil, diminui\u00e7\u00e3o da transpar\u00eancia; plexiglass de avia\u00e7\u00e3o com muito tempo ap\u00f3s o surgimento de gr\u00e3os de prata, diminui\u00e7\u00e3o da transpar\u00eancia; produtos de borracha ap\u00f3s muito tempo ap\u00f3s o decl\u00ednio da elasticidade, endurecimento, rachaduras ou macios, pegajosos; tinta ap\u00f3s um longo per\u00edodo de tempo ap\u00f3s a ocorr\u00eancia de perda de luz, escama\u00e7\u00e3o, bolhas, descama\u00e7\u00e3o e assim por diante.
\nO fen\u00f4meno do envelhecimento \u00e9 resumido nas quatro mudan\u00e7as a seguir:
\n1, mudan\u00e7as na apar\u00eancia
\nApar\u00eancia de manchas, pontos, prata, rachaduras, geada em spray, escurecimento, ader\u00eancia, deforma\u00e7\u00e3o, olho de peixe, rugas, encolhimento, queimado, aberra\u00e7\u00f5es \u00f3pticas e altera\u00e7\u00f5es \u00f3pticas de cor.
\n2, mudan\u00e7as na propriedade f\u00edsica
\nIncluindo solubilidade, incha\u00e7o, propriedades reol\u00f3gicas, bem como frio, calor, permeabilidade \u00e0 \u00e1gua, permeabilidade ao ar e outras altera\u00e7\u00f5es de desempenho.
\n3, mudan\u00e7as na propriedade mec\u00e2nica
\nResist\u00eancia \u00e0 tra\u00e7\u00e3o, resist\u00eancia \u00e0 flex\u00e3o, resist\u00eancia ao cisalhamento, resist\u00eancia ao impacto, alongamento relativo, relaxamento de tens\u00e3o e outras altera\u00e7\u00f5es de desempenho.
\n4, altera\u00e7\u00f5es nas propriedades el\u00e9tricas
\nTais como resist\u00eancia de superf\u00edcie, resist\u00eancia de volume, constante diel\u00e9trica, resist\u00eancia \u00e0 ruptura el\u00e9trica e outras altera\u00e7\u00f5es.<\/p>\n

Fatores de envelhecimento
\nAs propriedades f\u00edsicas dos materiais polim\u00e9ricos t\u00eam uma estreita rela\u00e7\u00e3o com sua estrutura qu\u00edmica, estrutura de estado de agrega\u00e7\u00e3o.
\nA estrutura qu\u00edmica \u00e9 a estrutura de cadeia longa de macromol\u00e9culas conectadas por liga\u00e7\u00f5es covalentes, e a estrutura agregada \u00e9 a estrutura espacial de muitas macromol\u00e9culas organizadas e empilhadas por for\u00e7as intermoleculares, como o estado cristalino, amorfo, cristalino - amorfo. As for\u00e7as intermoleculares que mant\u00eam a estrutura agregada incluem a liga\u00e7\u00e3o i\u00f4nica, a liga\u00e7\u00e3o met\u00e1lica, a liga\u00e7\u00e3o covalente e as for\u00e7as de van der Waals.
\nOs fatores ambientais podem levar a mudan\u00e7as nas for\u00e7as intermoleculares, ou at\u00e9 mesmo \u00e0 quebra da cadeia ou ao desprendimento de determinados grupos, o que acabar\u00e1 destruindo a estrutura do estado de agrega\u00e7\u00e3o do material e alterando suas propriedades f\u00edsicas. Normalmente, h\u00e1 dois tipos de fatores que afetam o envelhecimento dos materiais polim\u00e9ricos: fatores intr\u00ednsecos e fatores extr\u00ednsecos.<\/p>\n

Fatores intr\u00ednsecos
\n1, a estrutura qu\u00edmica do pol\u00edmero
\nO envelhecimento do pol\u00edmero e sua pr\u00f3pria estrutura qu\u00edmica est\u00e3o intimamente relacionados \u00e0 liga\u00e7\u00e3o fraca da estrutura qu\u00edmica do local, que \u00e9 suscet\u00edvel \u00e0 influ\u00eancia de fatores externos para se transformar em radicais livres. Esse radical livre \u00e9 o ponto de partida da rea\u00e7\u00e3o do radical livre.
\n2\u3001Forma f\u00edsica
\nAlgumas das liga\u00e7\u00f5es moleculares dos pol\u00edmeros s\u00e3o ordenadas e outras s\u00e3o desordenadas. O arranjo ordenado das liga\u00e7\u00f5es moleculares pode formar uma \u00e1rea cristalina, enquanto o arranjo desordenado das liga\u00e7\u00f5es moleculares pode formar uma \u00e1rea amorfa. Muitos pol\u00edmeros n\u00e3o s\u00e3o uniformes, mas est\u00e3o em um estado semicristalino, com \u00e1reas cristalinas e amorfas, e a rea\u00e7\u00e3o de envelhecimento ocorre primeiro na \u00e1rea amorfa.
\n3, normaliza\u00e7\u00e3o tridimensional
\nA integra\u00e7\u00e3o tridimensional dos pol\u00edmeros e seu grau de cristalinidade t\u00eam uma rela\u00e7\u00e3o estreita. De modo geral, os pol\u00edmeros regulares t\u00eam melhor resist\u00eancia ao envelhecimento do que os pol\u00edmeros aleat\u00f3rios.
\n4\u3001Peso molecular e sua distribui\u00e7\u00e3o
\nDe modo geral, o peso molecular do pol\u00edmero tem pouca rela\u00e7\u00e3o com o envelhecimento, mas a distribui\u00e7\u00e3o do peso molecular tem grande influ\u00eancia no desempenho do envelhecimento do pol\u00edmero; quanto maior a distribui\u00e7\u00e3o, mais f\u00e1cil \u00e9 o envelhecimento, pois quanto maior a distribui\u00e7\u00e3o, mais grupos finais, mais f\u00e1cil \u00e9 causar a rea\u00e7\u00e3o de envelhecimento.
\n5, impurezas de metais residuais e outras impurezas
\nO pol\u00edmero no processamento e o contato com o metal podem ser misturados com tra\u00e7os de metais ou, na polimeriza\u00e7\u00e3o, com catalisadores de metal residuais, o que afetar\u00e1 a oxida\u00e7\u00e3o autom\u00e1tica (ou seja, o envelhecimento) da fun\u00e7\u00e3o de inicia\u00e7\u00e3o.<\/p>\n

Fatores externos
\n1, o efeito da temperatura
\nA temperatura aumenta, o movimento da cadeia de pol\u00edmeros se intensifica, uma vez que mais do que a energia de dissocia\u00e7\u00e3o da liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, isso causar\u00e1 a degrada\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica da cadeia de pol\u00edmeros ou o desprendimento de grupos, a degrada\u00e7\u00e3o t\u00e9rmica de materiais polim\u00e9ricos tem um grande n\u00famero de relatos na literatura; a redu\u00e7\u00e3o da temperatura, muitas vezes afetando as propriedades mec\u00e2nicas do material. Intimamente relacionado \u00e0s propriedades mec\u00e2nicas do ponto de temperatura cr\u00edtica, incluindo a temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea, a temperatura de fluxo viscoso e o ponto de fus\u00e3o, o estado f\u00edsico do material pode ser dividido em vidro, estado de alta elasticidade e estado de fluxo viscoso.<\/p>\n

2, o efeito da umidade
\nO efeito da umidade sobre os materiais polim\u00e9ricos pode ser atribu\u00eddo ao incha\u00e7o e \u00e0 dissolu\u00e7\u00e3o da \u00e1gua no material, de modo a manter a estrutura do estado de agrega\u00e7\u00e3o do material polim\u00e9rico da mudan\u00e7a das for\u00e7as intermoleculares, destruindo assim o estado de agrega\u00e7\u00e3o do material, especialmente para pol\u00edmeros amorfos n\u00e3o reticulados, o efeito da umidade \u00e9 extremamente \u00f3bvio, far\u00e1 com que o material polim\u00e9rico inche e at\u00e9 mesmo desintegre o estado de agrega\u00e7\u00e3o, de modo que o desempenho do material seja prejudicado; Para a cristaliza\u00e7\u00e3o de pl\u00e1stico ou fibra, devido \u00e0 exist\u00eancia de limita\u00e7\u00f5es de infiltra\u00e7\u00e3o de umidade, o efeito da umidade n\u00e3o \u00e9 \u00f3bvio. Para a forma cristalina de pl\u00e1sticos ou fibras, devido \u00e0 exist\u00eancia de restri\u00e7\u00f5es de penetra\u00e7\u00e3o de \u00e1gua, o efeito da umidade n\u00e3o \u00e9 muito \u00f3bvio.
\n3, a influ\u00eancia do oxig\u00eanio
\nO oxig\u00eanio \u00e9 a principal causa do envelhecimento dos materiais polim\u00e9ricos, devido \u00e0 permeabilidade do oxig\u00eanio, os pol\u00edmeros cristalinos s\u00e3o mais resistentes \u00e0 oxida\u00e7\u00e3o do que os pol\u00edmeros amorfos. O oxig\u00eanio ataca primeiro os elos fracos da cadeia principal do pol\u00edmero, como liga\u00e7\u00f5es duplas, hidroxila, \u00e1tomos de carbono terci\u00e1rios no hidrog\u00eanio e outros grupos ou \u00e1tomos, a forma\u00e7\u00e3o de radicais peroxila ou per\u00f3xidos do pol\u00edmero e, em seguida, nessa parte da cadeia principal causada pela fratura da gravidade do peso molecular do pol\u00edmero, que cai significativamente, a temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea \u00e9 reduzida, de modo que o pol\u00edmero se torna viscoso e, na presen\u00e7a de alguns radicais livres de f\u00e1cil decomposi\u00e7\u00e3o do iniciador ou dos elementos de metal de transi\u00e7\u00e3o, h\u00e1 uma tend\u00eancia de agravar a rea\u00e7\u00e3o de oxida\u00e7\u00e3o. Tend\u00eancia da rea\u00e7\u00e3o de oxida\u00e7\u00e3o.
\n4 \u3001 Envelhecimento da luz
\nO pol\u00edmero irradiado pela luz, que pode ou n\u00e3o causar a fratura da cadeia molecular, depende do tamanho relativo da energia da luz e da energia de dissocia\u00e7\u00e3o e da sensibilidade da estrutura qu\u00edmica do pol\u00edmero \u00e0s ondas de luz. Devido \u00e0 presen\u00e7a da camada de oz\u00f4nio na superf\u00edcie da terra e da atmosfera, \u00e9 poss\u00edvel atingir o solo da faixa de comprimento de onda da luz solar de 290 a 4300 nm, a energia da onda de luz \u00e9 maior do que a energia de dissocia\u00e7\u00e3o da liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica, apenas a regi\u00e3o ultravioleta da onda de luz causar\u00e1 a ruptura da liga\u00e7\u00e3o qu\u00edmica do pol\u00edmero.
\nPor exemplo, o comprimento de onda ultravioleta de 300 ~ 400nm pode ser absorvido por pol\u00edmeros que cont\u00eam carbonila e liga\u00e7\u00e3o dupla, e causar a fratura da cadeia macromolecular, a mudan\u00e7a da estrutura qu\u00edmica e a deteriora\u00e7\u00e3o do desempenho do material; o tereftalato de polietileno de 280nm de luz ultravioleta tem uma forte absor\u00e7\u00e3o, o produto de degrada\u00e7\u00e3o \u00e9 principalmente CO, H, CH; A poliolefina cont\u00e9m apenas liga\u00e7\u00e3o C-C na absor\u00e7\u00e3o de luz ultravioleta, mas na presen\u00e7a de uma pequena quantidade de impurezas, como carbonila, insaturada e o produto de degrada\u00e7\u00e3o, as poliolefinas n\u00e3o s\u00e3o absorvidas, mas na presen\u00e7a de uma pequena quantidade de impurezas. No entanto, na presen\u00e7a de um pequeno n\u00famero de impurezas, como carbonila, liga\u00e7\u00f5es insaturadas, grupos de hidroper\u00f3xidos, res\u00edduos de catalisadores, hidrocarbonetos arom\u00e1ticos e elementos de metais de transi\u00e7\u00e3o, pode promover a rea\u00e7\u00e3o de foto-oxida\u00e7\u00e3o das poliolefinas.
\n5, a influ\u00eancia do meio qu\u00edmico
\nOs agentes qu\u00edmicos s\u00f3 penetram no interior dos materiais polim\u00e9ricos para desempenhar um papel. Esses pap\u00e9is incluem o papel das liga\u00e7\u00f5es covalentes e o papel das liga\u00e7\u00f5es subvalentes de duas categorias. A fun\u00e7\u00e3o das liga\u00e7\u00f5es covalentes se manifesta como quebra da cadeia do pol\u00edmero, reticula\u00e7\u00e3o, adi\u00e7\u00e3o ou uma combina\u00e7\u00e3o dessas fun\u00e7\u00f5es, que \u00e9 um processo qu\u00edmico irrevers\u00edvel; a m\u00eddia qu\u00edmica na destrui\u00e7\u00e3o da val\u00eancia secund\u00e1ria da liga\u00e7\u00e3o, embora n\u00e3o cause uma altera\u00e7\u00e3o na estrutura qu\u00edmica, mas a agrega\u00e7\u00e3o da estrutura do material ser\u00e1 alterada, de modo que as propriedades f\u00edsicas das altera\u00e7\u00f5es correspondentes.
\nAltera\u00e7\u00f5es f\u00edsicas, como rachaduras por estresse ambiental, rachaduras por solvata\u00e7\u00e3o, plastifica\u00e7\u00e3o, etc., s\u00e3o manifesta\u00e7\u00f5es t\u00edpicas do envelhecimento do meio qu\u00edmico de materiais polim\u00e9ricos.
\nO m\u00e9todo para eliminar a rachadura por solvata\u00e7\u00e3o \u00e9 eliminar o estresse interno do material, e o recozimento ap\u00f3s o processo de moldagem do material \u00e9 prop\u00edcio para a elimina\u00e7\u00e3o do estresse interno do material. A plastifica\u00e7\u00e3o ocorre no meio l\u00edquido e nos materiais polim\u00e9ricos em contato cont\u00ednuo com a ocasi\u00e3o, as intera\u00e7\u00f5es do pol\u00edmero e das mol\u00e9culas pequenas entre o meio substituem parcialmente a intera\u00e7\u00e3o entre o pol\u00edmero, de modo que os segmentos da cadeia do pol\u00edmero s\u00e3o mais f\u00e1ceis de se mover, o que se manifesta como uma redu\u00e7\u00e3o na temperatura de transi\u00e7\u00e3o v\u00edtrea, a resist\u00eancia, a dureza e o m\u00f3dulo de elasticidade do material diminuem, o alongamento na ruptura aumenta e assim por diante.
\n6, envelhecimento biol\u00f3gico
\nComo os produtos pl\u00e1sticos, no processo de processamento, quase todos usam uma variedade de aditivos, muitas vezes se tornam uma fonte de nutrientes para o mofo. O crescimento do mofo absorve os nutrientes na superf\u00edcie e no interior do pl\u00e1stico e se transforma em mic\u00e9lio. O mic\u00e9lio \u00e9 um condutor, diminuindo assim o isolamento do pl\u00e1stico, alterando o peso e, quando houver, haver\u00e1 um descascamento grave. Os metab\u00f3litos do crescimento do mofo cont\u00eam \u00e1cidos org\u00e2nicos e toxinas, que fazem com que a superf\u00edcie do pl\u00e1stico pare\u00e7a pegajosa, descolorida, quebradi\u00e7a, com redu\u00e7\u00e3o do brilho e outros fen\u00f4menos, e tamb\u00e9m fazem com que o contato de longo prazo com o pl\u00e1stico mofado infecte as pessoas com doen\u00e7as.
\nAs macromol\u00e9culas naturais de polissacar\u00eddeos e seus compostos modificados podem ser processados em filmes descart\u00e1veis biodegrad\u00e1veis, folhas, recipientes, produtos espumados e assim por diante, por meio de mistura e modifica\u00e7\u00e3o com pl\u00e1sticos de uso geral, e seus res\u00edduos podem ser hidrolisados em compostos de mol\u00e9culas pequenas, passo a passo, por meio da interven\u00e7\u00e3o de enzimas de decomposi\u00e7\u00e3o de macromol\u00e9culas naturais de polissacar\u00eddeos, como a amilase, que s\u00e3o amplamente encontradas no ambiente natural, e, por fim, decompostas em di\u00f3xido de carbono e \u00e1gua n\u00e3o poluentes, que podem ser devolvidos \u00e0 biosfera. Com base nessas vantagens, os compostos de pol\u00edmeros naturais de polissacar\u00eddeos representados pelo amido ainda s\u00e3o uma parte importante dos pl\u00e1sticos degrad\u00e1veis<\/p>\n

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A practical selection route for antioxidant, UV absorber, and HALS packages<\/h2>\n

Most stabilizer decisions work best when they are treated as package decisions rather than single-product decisions. Technical buyers usually get the strongest answer by reviewing long-term heat aging, process stability, weather exposure, and color sensitivity together.<\/p>\n