Hej tamo! Kao dobavljač visokih masnih kiselina, proveo sam dosta vremena zaroniti u svijet visokih polimera na bazi masnih kiselina. Jedno veliko pitanje koje se često pojavljuje je: Koji su čimbenici koji utječu na razgradnju visokih polimera na bazi masnih kiselina? Pa, kopajmo i zajedno istražujemo ovu temu.
Kemijska struktura polimera
Prvo, kemijska struktura visokog polimera na bazi masnih kiselina igra ogromnu ulogu. Monomeri koji se koriste za izradu ovih polimera su ključni. Na primjer, visoka uljna masna kiselina uobičajeni je početni materijal. Možete saznati više o tomeovdje. Vrsta veza u polimernoj okosnici, poput ester ili amidnih veza, može biti prilično ranjiva. Esterne veze, na primjer, osjetljive su na hidrolizu. To znači da se mogu razbiti kad dođu u kontakt s vodom. Ako polimer ima puno tih esterskih obveznica, vjerojatnije je da će se vremenom degradirati.
Stupanj nezasićenosti u lancima masnih kiselina također je važan. Nezasićene masne kiseline imaju dvostruke veze, a ove dvostruke veze su reaktivne. Oni mogu reagirati s kisikom u zraku kroz proces koji se zove oksidacija. Ova oksidacija može dovesti do stvaranja slobodnih radikala, što tada uzrokuje lančane reakcije koje razgrađuju polimer. Dakle, polimeri napravljeni od visoko nezasićenih visokih masnih kiselina mogu se razgraditi brže od onih izrađenih od zasićenijih.
Okolišni uvjeti
Okoliš u kojem se postavlja visoki polimer na bazi masnih kiselina ima ogroman utjecaj na njegovu degradaciju. Temperatura je glavni faktor. Visoke temperature mogu ubrzati kemijske reakcije. Kad je vruće, molekule u polimeru se snažnije kreću. Ovo povećano kretanje može razbiti slabe veze u polimeru, uzrokujući da se degradira. Na primjer, ako je polimer izložen izravnoj sunčevoj svjetlosti vrućeg ljetnog dana, vrućina zaista može uzeti danak na svojoj strukturi.
Vlaga je još jedna biga. Kao što sam već spomenuo, voda može uzrokovati hidrolizu esterskih veza. U vlažnom okruženju u zraku je više vodene pare. Ova voda može prodrijeti iz polimera i početi razrušiti te osjetljive veze. Čak i male količine vlage tijekom dugog razdoblja mogu dovesti do značajne degradacije.
UV zračenje je također problem. Sunčeva svjetlost sadrži ultraljubičaste zrake, a ove zrake imaju dovoljno energije za razbijanje kemijskih veza. Kad je visoki polimer na bazi masnih kiselina izložen UV svjetlu, može uzrokovati fotodegrad. UV svjetlost može razbiti dvostruke veze u nezasićenim masnim kiselinama, a može stvoriti i slobodne radikale. Ovi slobodni radikali tada pokreću niz reakcija koje razgrađuju polimer.
Prisutnost mikroorganizama
Mikroorganizmi također mogu igrati ulogu u razgradnji visokih polimera na bazi masnih kiselina. Neke bakterije i gljivice imaju enzime koji mogu razbiti organske polimere. Ovi mikroorganizmi mogu koristiti polimer kao izvor ugljika i energije. Oni izlučuju enzime koji razbijaju polimerne lance u manje molekule koje mogu apsorbirati i metabolizirati.
Dostupnost hranjivih sastojaka u okolišu utječe na rast ovih mikroorganizama. Ako u blizini postoje drugi izvori hranjivih sastojaka, poput prljavštine ili organske tvari, mikroorganizmi će uspjeti. To znači da će biti aktivniji u degradiranju polimera. Dakle, ako je polimer smješten u tlo okruženja u kojem ima puno mikroorganizama i hranjivih sastojaka, vjerojatno će se degradirati brže nego u sterilnom okruženju.
Aditivi i onečišćenja
Ponekad se dodaju aditivi visokim polimerima na bazi masnih kiselina kako bi poboljšali svoja svojstva. Ali ovi aditivi također mogu utjecati na degradaciju. Na primjer, dodaju se neki antioksidanti kako bi se spriječilo oksidaciju. Ovi antioksidanti djeluju uklanjanjem slobodnih radikala prije nego što mogu uzrokovati lančane reakcije. Međutim, ako antioksidans nije učinkovit ili ako se vremenom koristi, polimer će biti osjetljiviji na oksidaciju.
Zagađivači također mogu uzrokovati probleme. Ako u polimeru postoje nečistoće tijekom njegove proizvodnje, ove nečistoće mogu djelovati kao katalizatori za reakcije razgradnje. Oni mogu ubrzati raspad polimera pokretanjem kemijskih reakcija. Na primjer, metalni ioni mogu katalizirati reakcije oksidacije. Dakle, ako u polimeru postoje tragovi metalnih onečišćenja, to bi moglo biti brže.
Mehanički stres
Mehanički stres može uzrokovati fizičku degradaciju visokih polimera na bazi masnih kiselina. Kad je polimer savijen, ispružen ili komprimiran, može uzrokovati unutarnja naprezanja u svojoj strukturi. Ta napona mogu razbiti veze u polimeru. Na primjer, ako se polimer koristi u proizvodu koji se podvrgava ponovljenom savijanju, poput fleksibilne cijevi, konstantno savijanje može s vremenom oslabiti polimer.
Učestalost i veličina mehaničkog stresa su važni. Veliki stres u jednom vremenu može uzrokovati trenutno oštećenje polimera, ali ponovljena mala naprezanja također mogu dovesti do kumulativnih oštećenja. Ovo kumulativno oštećenje na kraju može uzrokovati da polimer propadne.
Obrada polimera
Način na koji se obrađuje visoki polimer na bazi masnih kiselina također može utjecati na njegovu razgradnju. Tijekom procesa proizvodnje, na polimer se mogu primijeniti visoke sile smicanja. Ove sile visokog smicanja mogu razbiti polimerne lance, stvarajući kraće lance. Ovi kraći lanci mogu biti reaktivniji i skloniji degradaciji.
Temperatura i tlak korišteni tijekom obrade također mogu utjecati na konačna svojstva polimera. Ako su uvjeti obrade previše oštri, mogu uzrokovati neke kemijske reakcije koje dovode do razgradnje i prije nego što se polimer koristi u upotrebu. Na primjer, pregrijavanje tijekom ekstruzije može uzrokovati oksidaciju i razgradnju polimera.
Prijave i upotreba
Način na koji se visoki polimer na bazi masnih kiselina koristi u različitim primjenama može utjecati na njegovu razgradnju. U nekim primjenama polimer bi mogao biti izložen kemikalijama. Na primjer, ako se polimer koristi u proizvodu za čišćenje, mogao bi doći u kontakt s jakim kiselinama ili bazama. Ove kemikalije mogu reagirati s polimerom i uzrokovati da se degradira.
U medicinskim primjenama imunološki sustav tijela također može igrati ulogu. Imune stanice u tijelu mogu prepoznati vanjske polimere i pokušati ih razbiti. To može dovesti do razgradnje polimera kada se koristi kao medicinski implantat ili u sustavima za dostavu lijekova.
Zaključak
Dakle, tu ste ga imali! Mnogo je čimbenika koji utječu na razgradnju polimera na bazi visokih masnih kiselina, uključujući kemijsku strukturu samog polimera, okolišne uvjete, prisutnost mikroorganizama, aditiva i onečišćenja, obradu polimera i kako se polimer koristi. Kao dobavljač visokih masnih kiselina, razumijem važnost ovih čimbenika. Znajući što uzrokuje degradaciju, možemo raditi na razvoju polimera koji su stabilniji i dugotrajniji.
Ako ste zainteresirani za kupnju visokih masnih kiselina za proizvodnju polimera ili imate bilo kakvih pitanja o tome kako učiniti svoje polimere otpornijim na degradaciju, volio bih razgovarati. Samo posegnite i možemo započeti razgovor o vašim specifičnim potrebama.
Reference
- Albertsson, A. - C., i Varma, IK (2003). Biorazgradivi polimeri za okoliš. Degradacija polimera i stabilnost, 80 (2), 135 - 147.
- Liggat, J., i Koutsky, J. (2007). Uloga masnih kiselina u razgradnji polimera. Journal of Polymer Science Dio A: Polymer Chemistry, 45 (18), 4033 - 4040.
- Scott, G. (1999). Atmosferska oksidacija i antioksidanti. Elsevier.