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Foto-ossidazione UV

Polypedia > Degradazione

Fotossidazione

La luce solare (radiazione) e il calore sono i fattori principali che portano al degrado dei polimeri.In genere la radiazione dannosa è la componente UV (290-300 nm).L’assorbimento della luce UV provoca rottura di legami C-H e C-C, formazione di radicali liberi con conseguente calo di peso molecolare del polimero, assorbimento di ossigeno e comparsa di nuovi gruppi chimici (colorazione, idrofilia).Nei fluoropolimeri il legame C-F è più stabile e non si rompe con la luce UV. Quindi maggiore è il contenuto di fluoro del polimero migliore è la sua stabilità agli esterni.Inoltre nei prodotti contenenti scivolanti l’energia elettromagnetica ed il calore possono causare la degradazione dell’additivo con conseguente cambiamento di colore e, in alcuni casi, con lo sviluppo di odore.


Lunghezza d’onda e degradazione


Solamente la radiazione assorbita provoca una fotodegradazione dei polimeri. Per ogni polimero esiste un intervallo di lunghezze d’onda che porta al degrado.

I valori di lambda in tabella , sono approssimativi, cambiano con la presenza di impurezze, processi di produzione .


L'assorbimento della radiazione solare (visibile e UV) è dovuto all' eccitazione di singoli elettroni. Le bande di assorbimento sono larghe.L'eccitazione porta la trasizione di un elettrone in un livelloenergetico più alto non occupato:Un numero crescente di legami doppi conjugati spostal'assorbimento della radiazione dall' UV nella parte visibiledello spettro.

Energia della radiazione e energia di legame


L’energia della radiazione solare – soprattutto nell’intervallo della radiazione UV – è sufficiente per romperelegami nei polimeri.L’energia assorbita può essere trasportata fino a 200 Å(ca. 100 atomi) lungo la catena polimerica e provocare larottura ad un punto debole della catena.Un gruppo carbonilico –C=O assorbe radiazione a 310 nm,l’energia del sistema aumenta di 385 kJ/mol. Questaenergia non può rompere il legame –C=O (710 kJ/mol) ma è sufficiente per rompere un legame –C-C- e in questo modo può spaccare la catena.


Polimero

lambda(nm)

Poliesteri

315

Polistirene

318, 340

Polietilene

300

Polipropilene

370, 280

PVC

310, 370

Policarbonati

280, 305

Poliammidi

250, 310

C = O

728

C = C

607

C = S

540

C - C

519 aromatico

C - F

498

O - H

460

C - H

443 etilenico

C - C

335 alifatico

C - Cl

326

C - N

222 ammidico

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