antioxidantes sintéticos

Degradación Ambiental de los Polímeros





Degradación .- Proceso irreversible que ocurre, en el cual las propiedades del polímero varían. En general hay disminución de la masa molecular.


Otros términos que se asocian con degradación:
Deterioro. En este caso la variación de las propiedades físicas se deben a reticulación.
Desnaturalización. Es la degradación en polímeros naturalescomo las proteínas, relacionada con la ruptura de enlaces secundarios.



La susceptibilidad a degradarse de un material polimérico depende de:

la estructura química, o sea, de los grupos funcionales que posea el polímero y su susceptibilidad a reaccionar con otros agentes ambientales. También de impurezas, tanto como residuos o como impurezas de tipo estructural.


la estructura físicao morfología, o sea, el estado físico en que se encuentre el polímero: viscoso, vítreo, elástico o semicristalino. Este último estado es el más resistente. Los estados amorfos se degradan más facilmente.
Efectos degradativos de agentes naturales sobre los plásticos



Tipo de degradación


Agente

Ejemplo

Degradación por Radiaciones

Fotodegradación

Radiaciones UV

Luz del solPor radiaciones de alta energía


Radiaciones ionizantes

Radioactividad
RX

Degradación Mecánica

Agitación
Batido

Procesamiento de los plásticos
Masticación del caucho


Degradación Térmica

Calor

Sol
Procesamiento de los plásticos


Degradación

Oxidación

Aire

Atmósfera

Química

Hidrólisis


Agua

Lluvia
Mares
Ríos


BiodegradaciónMicroorganismos

Bacterias
Hongos



Animales

Insectos
Roedores
El hombre


Degradación en los diferentes períodos de “vida” del material polimérico:







Síntesis

Condiciones de temperatura y los propios iniciadores, pueden ser catalizadores que inicien algún proceso de degradación. En este caso no hay posibilidades de estabilización. Este es un período corto en la“vida” del material.


Procesamiento

El material es sometido a altas temperaturas, en presencia de oxígeno y a energías mecánicas. También es un período corto. Se pueden añadir estabilizadores


Almacenamiento

Debe tenerse condiciones buenas: bajas temperaturas, ausencia de radiaciones, estabilizadores, etc.


Uso.

Es el período más largo. Los procesos degradativos comenzados en otrosperíodos toman mayor importancia.



Aspectos mecanísticos:

Mecanismo por pasos.

Ejemplo la Fotodegradación de la poli(fenil-vinil-cetona)


Ejemplo la degradación hidrolítica de los poliésteres lineales.





- Mecanismo en cadena. Ejemplo degradación térmica del PVC


En general, para un mecanismo en cadena la velocidad de conversión es mayor que para un mecanismo porpasos.
A bajas conversiones puede haber grandes variaciones de peso molecular, lo que implica variaciones de las propiedades físicas del polímero. Esto es más importante en polímeros lineales.



Ejemplo:



Para una conversión del 10-2 %





GPo
GPf
% de cambio del GP
10-4
1
104
5 x 103
50
10-4
10-1
103
9.09 x 102
9.1
10-4
10-2
102
9.9 x 101
1
10-4
10-3
101
9.990.1

fracción de unidades afectadas
unidades afectadas por macromolécula ( =  GPo )
GPo grado de polimerización inicial
GPf grado de polimerización final (GPo / 1 +  )
% de cambio del GP = (GPo - GPf) 102 / GPo




Conclusión:


Para las macromoléculas mayores el cambio del peso molecular es mayor, por lo tanto mayor será la afectación de sus propiedades.Efectos de la estructura química


Son más susceptibles a degradarse los enlaces próximos a ramificaciones casuales y los grupos reactivos (C=C, C=O, ester, etc)

Estructuras como las que se ilustran a continuación su facilidad de degradación disminuye según se señala:


Los H unidos a C terciarios son más lábiles.




Efectos de la estructura física



Los polímeros cristalinos...