Detergendid, polümeerid (1)

http://lin2.tlu.ee/~kertm/G%FCmnaasiumi%20%F5ppematerjalid/Keemia%20p%F5hiteadmised.pdf
Detergendid on sünteetilised keemilised ühendid ( pindaktiivsed ained), mida kasutatakse pesemis - ja puhastustoime parandajana. Detergendi ja seebi erinevus seisneb selles, et detergendis puuduvad leeliselised aktiivsed ained.
Detergente jagatakse anioon- ja katioonaktiivseteks ning mitteioonaktiivseteks detergentideks.
Polüfosfaatsed detergendid on veekogusse jõudes taimede üheks peamiseks fosfori allikaks ja seetõttu võivad nad liia korral kutsuda esile "veeõitsenguid" ja eutrofeerumist.

DETERGENDID ehk PESEMISVAHENDID

Detergendid on pindaktiivsed ained, mis lahustuvad teataval määral vees. Ladina keeles tähendab detergente - ära või puhtaks pühkima. Pindaktiivsed ained kogunevad gaas -vedelik, vedelik-vedelik, või vedelik-tahke aine piirpinnale ja orienteeruvad seal nii, et polaarne (hüdrofiilne) ots on pööratud polaarse keskkonna (vee) poole. Sel teel võivad pindaktiivsed ained mustusosakesi pinnalt lahti kangutada.
Kuna pindaktiivsus ja adsorptsioonivõime kasvavad süsivesinikahela pikenedes, on mõjusamad sellised pindaktiivsed ained, mille molekulis on 12-18 C aatomit. Edasisel süsinikahela pikenemisel lahustuvus väheneb. Mitmete ainete, näiteks karboksüülhapete, amiinide , alkoholide puhul piirab pindaktiivsuse mõjule pääsemist aine vähene lahustuvus vees.
Üks vanemaid ja tuntuimad detergente on seep . Kuid seebil, kui pesemisvahendil on ka mõningaid puudusi. Karedas vees moodustuvad rasvhapete kaltsiumi- ja magneesiumisoolad:
2RCOONa + Ca( HCO3 )2  (RCOO)2Ca↓ + 2NaHCO3
Need soolad vees ei lahustu ja sadenedes riidekiududele, takistavad pesemist . Samuti kulub siis ka rohkem seepi.
Seep kui rashappe sool hüdrolüüsub osaliselt:
RCOONa + H2O  RCOOH + NaOH
Seetõttu on seebi lahus leeliseline , mis ei ole soovitatav paljude tekstiilimaterjalide (n vill, siid ) pesemisel , eriti kõrgel temperatuuril. Kuid seebi pesemisomadused ongi just parimad 60-70’C juures. Seebiga ei saa pesta ka happelises keskkonnas. Seepi valmistatakse ainetest, mida saaks kas vahetult või töödeldult toiduks kasutada.
Neil põhjustel on hakatud palju kasutama sünteetilisi pesemisvahendeid. Kõige enam on levinud väävelhapete soolad, n naatriumdodetsüülsulfaat.
Väävelhappest tuletatud ühendite kaltsiumi ja magneesiumisoolad on vees lahustuvad, mistõttu saab nende ainetega pesta ka karedas vees, ka merevees . Nad toimivad nii aluselises, neutraalses, kui ka happelises keskkonnas, ei nõua pesemisel kõrget temperatuuri ega kahjusta õrnu kangaid . Kuna sellised soolad ei hüdrolüüsu, on pesulahus neutraalne .
Need ained (ka seebid)on anioonaktiivsed pesemisvahendid. Samuti kasutatakse ka katioonaktiivseid ja mitteionogeenseid detergente, mis vesilahuses ei dissotsrru, kuid annavad vee molekulidega nõrku vesiniksidemeid. Katioonaktiivsed ja mitteionogeensed detergendid on üldiselt kallimad, kuid teatud juhtudel ka eelistatud.
Müügil olevad pesemisvahendid sisaldavad sünteetilist pindaktiivset ainet 5-20%. Neile on lisatud suurel hulgal aktiivsust tõstvaid elektrolüüte – naatriumpolüfosfaate (n. Na5P3O10), mis aitavad ka toote hinda alandada, keemilisi ja optilisi valgendajaid, mustuse taassadestumist takistavaid aineid (karboksüülmetüültselluloos), vahutamist reguleerivaid aineid, täiteaineid, lõhnaineid jpm.
Sünteetilised pesemisvahendid, eriti hargnemata süsinikahelaga ained, lagundatakse veepuhastusseadmetes või veekogudes mikroorganismide poolt kiiresti. Tõsisem keskkonnaprobleem on väga suurte fosfaadikoguste jõudmine veekogudesse, mis tekitab ohtliku eutrofeerumise. Et seda vältida, tuleks fosfaatidest loobuda või kasutada ainult vähesel määral lämmastikku sisaldavaid katioonaktiivseid detergente. Kuid sellised üliefektiivsed pesemisvahendid oleksid väga kallid ja ei leiaks ostjaid isegi roheliselt mõtlevas ühiskonnas.
Detergendid – sünteetilised pesemis-, märgamis- ja puhastusvahendid , mis erinevalt seebist sisaldavad neutraalseid mitteleeliselisi aktiivseid pesemisaineid. Eelistatakse nn. pehmeid, bioloogiliselt lagundatavaid anioonaktiivseid detergente vastandina katioonaktiivsetele. Detergendid sisaldavad polüfosfaate ja on peamisi vee fosforiga rikastajaid ( eutrofeerumine ).
Teinekord võib mõni kallim, kuid
suurema detergendi sisaldusega
nõudepesuvahend osutada
lõppkokkuvõttes rahaliselt
soodsamaks, sest teda kulub vähem.
Detergendi efektiivsust saab
hinnata kihistumise aja põhjal: mida
aeglasemalt toimub emulsiooni
kihistumine detergendi juuresolekul,
seda efektiivsem on detergent .
Polümeerid on keemilised ühendid, mille molekul koosneb paljudest kovalentsete sidemetega seotud korduvatest struktuuriühikutest (elementaarlülidest).
See sõna on tulnud kreeka keelest (πολυ, polu, "palju"; ja μέρος, meros, "osa"). Hästi teatud polümeeride näiteid: plastmass , DNA, proteiinid . Lihtne näide polümeerist on polüpropeen (-CH2-CH(CH3)-) mille monomeeriks on propeen ( CH2=CH-CH3 )
Polümeerid on hulk naturaalseid ja sünteetilisi materjale erinevate kasutusalade ja omadustega.
Looduslikud polümeerid nagu näiteks merevaik on olnud kasutusel juba sajandeid. Biopolümeerid nagu proteiinid ( juuksed, nahk, osa luustruktuurist) ja nukleiinhapped mängivad tähtsat rolli bioloogilistes protsessides. Eksisteerib ka palju muid looduslikke polümeere nagu näiteks tselluloos , mis on põhiline puidu ja paberi koostises.
looduslikud polümeerid ( biopolümeerid)
a) polüsahhariidid tärklis ja tselluloos, koosnevad glükosiidse hapnikusillaga ühendatud glükoosimolekulide
jääkidest
Polümeerid: homo-ja kopolümeerid. Polümeeride klassifikatsioon päritolu, kasutusala,
koostise,ahelakiju, elementaarlülide paigutuse ja iseloomu järgi. Termoplastid ja termoreaktiivid.
Polümeeride nomenklatuur. Polümeeride füüsikalised omadused. Polümeeride lahustuvus.Tõeline-ja
kolloidlahus. Polümeeride vananemine .
Polümeerid
Üldmõisted
See on kõrgmolekulaarne ühend, mille makromolekul koosneb korduvatest väiksematest omavahel kovalentse
sidemega seotud struktuuriühikutest monomeeridest -elementaarlülidest.
Näiteks:
monomeer eteen C2H4 e. CH2=CH2
n x (CH2 = CH2) → (-CH2-CH2-)n
polüetüleen ( PE)
• homopolümeerid - elementaarlülideks on ühesugused aatomirühmad
• kopolümeerid- elementaarlülideks on erisugused aatomirühmad
Kuna kopolümeer on erinevate monomeeride segu, võimaldab see monomeeride valiku ja kopolümerisatsiooni
protsessi suunamisega saada soovitud omadustega polümeer.
Polümeeride sünteesimiseks kasutatakse polümerisatsioonireaktsioone
( nii radikaalseid kui ioonilisi mehhanisme) ja polükondensatsiooni reaktsiooni.
Sünteetilisi ja looduslike kõrgmolekulaarsete ühendite modifitseerimisel saadud polümeere kasutatakse koos
mitmesuguste lisanditega (plastifikaatorid, stabilisaatorid, täiteained jms) plastmasside ja kiudainete
valmistamisel.
Oligomeer, vahel ka prepolümeer ( kreeka keelest oligos-vähe ) koosneb mõnedest korduvatest ühikutest (
meeridest ) ja tekib polümerisatsioonireaktsiooni vaheastmena.
Tavaliselt loetakse polümeerideks aineid, mille ahel koosneb enam kui sajast elementaarlülist. Molekulmass on
siis üle tuhande ja võib küündida miljonitesse ( mõõdetakse aatomühikutes).
Liitunud monomeeride arvu näitab polümerisatsiooniastme tähis n.
Polümeeride omadused sõltuvad elementaarlülide arvust ja nende struktuursest korrastatusest.
Polümeeri tavapärane eksisteerimisvorm on statistiline päsmas. Polümeer ei ole kunagi sirge, ta on ümbritsevate
molekulide ( õhk, vesi, lahustid) mõjutuste tõttu ebakorrapärase puntra sarnane.
Polümeeride puhul on tegemist keskmiste väärtustega: keskmine molekulmass, keskmine polümeeri pikkus jne.
Polümeeride klassifitseerimise alused
1. päritolu
• looduslikud polümeerid ( biopolümeerid)
a) polüsahhariidid tärklis ja tselluloos, koosnevad glükosiidse hapnikusillaga ühendatud glükoosimolekulide
jääkidest
- Gl - O- Gl - O- Gl- OHeige
Peets - Konserveerimiskeemia
21.11.2005
Page 2 of 2
b) valgud koosnevad ühest või mitmest polüpeptiidahelast. Viimases on aminohapped omavahel seotud
peptiidsidemega
Nahk koosneb kolmest eritüüpi valkainest: kollageen( põhikomponent), elastiin, retikuliin.
Kui kuumutada kollageeni üle 70 0C ( s. o. liimistumistemp. ) hakkab see punduma ja laguneb želatiiniks.(
želatiini tagasi kollageeniks ei saa )
Karvad koosnevad valkainest- keratiin ( loomade karvad )
- fibroiin ( siid )
c) kautšuk = looduslik toorkummi ( natural rubber /
polüterpeenid, mis sisalduvad taimepiimmahlades e. lateksis ja osade taimedel on seal suur osa kautšukil ja
gutal, mis on polüisopreensüsivesinikud.
naturaalne kummi ( saadakse kummilateksina heveapuu mahlast ja mis on keemiliselt struktuurilt cis-1,4,-
polüisopreen (M~ 1 miljon)
• sünteetilised polümeerid
2. kasutusala
- kummid ja elastid e. elastomeerid ( elastik).
Kummi ( rubber) on materjal, mida võib korduvalt venitada vähemalt kahekordse pikkuseni ja mis taastab jõust
vabastamisel esialgse pikkuse. Elastomeer on kummitaoline materjal, millel on piiratud venivus ja mis ei taasta
jõust vabastamisel täielikult dimensioone.Kummi ja elastomeeri tõlgendus pole alati ühene. Kummi on
põhimõtteliselt ristseotud elastomeer. Ajalooliselt nim. kummideks aga just paljusid elastomeere. Kummit
iseloomustab väga madal Tk, venitamata olekus on polümeer amorfne.
Kasutatakse torude, tihendite jms. valmistamiseks / täiteained: tahm , kriit, pehmendid: õlid, vulkaniseerivad
ained, stabilisaatorid, pigmendid jms.
- Plastid ( plastik), mis omakorda liigitatakse kompaktplastid, vahtplastid, kiled,
komposiidid : laiatarbeplastid on odavamad masstoodangu polümeerid ( PE, PP,PVC), nad on sitked,
tugevusomadused ei ole maksimaalsed aga püsivad.
Konstruktsiooniplastid on tugevad ja sitked , valdavalt termoplastid. Kasutatakse vormitoodetena. Kilede ja
pehmete õõnsate toodete saamiseks sobivad sitked polümeerid (PE,PP,plastifitseeritud PVC, PET, PA ).
Vahtplastid on polümeeri ja gaasi komposiidid.
Kiumoodustajad on polümeermaterjalid, mille pikkus ületab läbimõõdu vähemalt
100x. Looduslikud kiud - puuvill , vill, siid, lina. Modifitseeritud tselluloos-atsetaatkiud, viskooskiud jms.
Sünteetilised kiud - PET, PA,PAN,PP,PUR…jne. Kiud saadakse vedela polümeeri surumisel läbi spetsiaalse
aukudega plaadi ja kiud kedratakse pideva kiuna.
- kilemoodustajad -( liimid , pinnakattematerjalid: lakid , värvid , polümeerpinded e. polümeerpulbrid, mis
sadestatakse kuumale pinnale.
3. elemendiline koostis
- orgaanilised
- anorgaanilised
- elementorgaanilised
4. ahelakuju
- homoahelaga / C põhiahelas on ühte liiki aatomid
- heteroahelaga / mitut liiki elemendi aatomid
5. elementaarlülide paigutuse ja iseloomu järgi
- regulaarne / avaldab polümeeri omadustele kõige suuremat mõju
- ebaregulaarne
elementaarlülide iseloomu järgi
- statistiline ( juhuslik) lülide paigutus - x - - - x - - xxx - x - xx - -
- altrnatiivne ( väga range järjestus) x - x- x- x- x- x-
- blokk paigutus , milles vahelduvad pikemad homopolümeersed plokid , mis on seotud kovalentse sidemega.
---- xxxx ---- xxxx ---- xxxx ----
- pook ahelaga, on hargnenud ahelaga polümeer, mille peaahel koosneb üht tüüpi, kõrvalahel teist tüüpi
meeridest.
----------------------------
x x x
x x x
x x x
Polümeeri reaktsioon temperatuuri muutusele oleneb makromolekuli dimensionaalsusest. Selle järgi
liigitatakse polümeerid:
• Termoplastid ( thermoplastics)
- Lineaarsed ja vähehargnenud poluümeerid
- kuumutamisel pehmenevad ja veelduvad ning jahtumisel tahkestuvad ( korduvalt )
- lahustuvad mingis iseloomulikus lahustis
- jõu mõjul voolavad
- kasutustemperatuur on madalam pehmenemistemperatuurist
• Termoreaktiivsed e. reaktoplastid ( thermosets)
- võrestikstruktuuriga polümeerid
- ristseotakse peamiselt kuumutamisel pöördumatult
- ei pehmene ega sula kuumutamisel
- lahustites ainult punduvad
- jäigad ja mittevoolavad
- taluvad pikaajalisi koormusi ja kõrgemat temperatuuri
Heige Peets - Konserveerimiskeemia
21.11.2005
Page 4 of 4
Polümeeride nomenklatuur
Polümeeride keerukat koostist on raske väljendada. Kasutatakse mitmesuguseid võimalusi.
- Triviaalnimed on kasutusel peamiselt looduslike polümeeride puhul (tselluloos, tärklis, kaseiin ,
nukleiinhape)
- Kaubanduslikud nimed on väga levinud ( ligi 35 tuhat plasti-ja kiunime)
Näit: nailon ( polüamiid); teflon ( polütetrafluoroetüleen), pleksiklaas (polümetüülmetakrülaat), makrolon ja
leksaan ( polükarbonaadid).
- Monomeeri järgi protsessist lähtuvalt nimetamine on kõige rohkem kasutusel. Polüpropüleen,
polüetüleenoksiid, polü - e kaprolaktaam
- Funktsionaalse rühma järgi nimetamine lähtub koostisest, kuid nimed iseloomustavad terveid polümeeride
klasse. Polüamiidid, polüestrid, epoksüvaigud
- Süstemaatilised nimed lähtuvad koostisest ( IUPAC ), kuid on keerulised. Polü(1-atsetoksüetüleen) -
Polüvinüülatsetaat
Üldiselt:
- Polümeeride nimed ei ole kunagi päris täpsed
- Molekuli kuju ( hargnemine) jääb nimes kajastamata
- Lõpprühmad jäävad nimes reeglina kajastamata
- Makromolekulide erinev molekulmass jääb nimes kajastamat
- IUPAC-i tahtmisel on suund süstemaatiliste nimede kasutamise poole
Polümeeride füüsikalised omadused
Agregaatolek : vedelad ja tahke
Keemistemperatuur on kõrgem kui lagunemistemperatuur (enne laguneb kui hakkab keema).
Füüsikalised omadused on määratud ahela geomeetriaga: lineaarsed polümeerid lahustuvad org.lahustites ja
kuumutamisel sulavad. Ruumilised ei lahustu ega sula. Hargneva ahelaga käituvad väga erinevalt - sõltuvalt
kõrvalahelate hulgast. Mida vähem on kõrvalahelaid, seda rohkem on nad lineaarse ahelaga polümeeri
omadustele sarnased.
Omadusi määrab molekulide vaheliste sidemete iseloom ja tugevus.
Intermolekulaarsed e siduvad jõud polümeerides jaotatakse:
1. primaarsed keemilised sidemed ( peamiselt kovalentsed) aatomite
vahel, mis hoiavad molekule koos : O-O ( nõrgimad), C-C ( keskmised) ja C=O, kaksik-ja kolmiksidemed (
tugevad).
2. sekundaarsed ( nõrgad) sidemed molekulide vahel, mis mõjutavad polümeeri kui materjali
kohesioonitugevust, lahustuvust, viskoossust , pindpinevust , segunevust, sulamistemp, jäikust jt. omadusi -
need on näiteks H-sidemed, van der Waalsi e dispersioonijõud ( jms), mis lagunevad kergesti polümeeride
töötlemistemperatuuridel ja võimaldavad neid sisaldavate
( kovalentselt ristsildamata) materjalide korduvat sulatöötlemist.
Intermolekulaarsete sidemete ( siduvad jõud polümeeris) tähtsus ruumiliste polümeeride puhul on väike ( ahel
on sisemiselt tugev). Lineaarse- ja hargnenud ahelaga polümeeride puhul on sidemed olulise tähtsusega ja
muudavad oluliselt polümeeri omadusi.
Konserveerimises kasutatavate polümeeride vananemise juures on oluline , et intermolekulaarsete sidemete
tugevusega kasvab polümeeri mehh. tugevus, elastsus ja sulamistemp, kuid väheneb polümeeri lahustuvus.
Polümeeri kasutamise seisukohalt on tähtsad just polümeeri mehhaanilised omadused.
Heige Peets - Konserveerimiskeemia
21.11.2005
Page 5 of 5
Termomehhaaniline kõver - (sõltuvus deformatsiooni ja to vahel; koormus mida rakendatakse on jääv.
Joonise lõpetame loengus
deformatsioon
d
Tk Tv T0 temperatuur
Tk ( Tg) on klaasi(stumis)temperatuur ( klaasisiirdetemperatuur)
( glass transition temperature e. glass temperature -Tg)
Tk -st allpool on polümeer kõva aga rabe ja deformeerida teda ei saa - klaasjas olek
Tv - voolavustemperatuur; sellest kõrgemal temp. käitub polümeer paksu vedelikuna ja
peale deformatsiooni ei taasta oma kuju - plastne e. voolav olek
- plastse oleku puhul on polümeer vedelas agregaatolekus ( isotroopne faasiolek st. igas
suunas on ühesuguste omadustega).
- klaasjas olek on tahke agregaatolek; polümeer on nn.allajahutatud vedelik (isotroopne
faasiolek). Klaasiolek on amorfsete polümeeride kõva, rabe olek temperatuuridel T Tg
Polümeeride lahustuvus
Polümeeride lahustuvuse üldreeglid:
- määrav on solvendi ja polümeeri keemiline sarnasus. Reeglina polaarsed solvendid
lahustavad polaarseid polümeere ja mittepolaarsed solvendid mittepolaarseid polümeer.
- molaarmassi kasvades polümeeri lahustuvus väheneb
- ristsidumine raskendab (välistab) polümeeri lahustuvust
Heige Peets - Konserveerimiskeemia
21.11.2005
Page 6 of 6
Mõiste polaarne :polaarsuse taseme määrab kovalentsideme moodustanud elementide elektronegatiivsuste
erinevus, mistõttu siduv elektronpaar pole mõlema aatomi poolt võrdselt jagatav, vaid selle tõenäosuslik asukoht
on nihutatud eletronegatiivsema aatomi poole. Kergesti polariseeritavad on kaksiksidemetega molekulid.
Polaarseid rühmi sisaldavad polümeerid: PVOH (polüvinüülalkohol), mõned tselluloosieetrid
(MC metüültselluloos, Klucel E,G) jms.
Suurepäraste lahustuvusomadustega vees on polü (2-etüül-2-oksasoliin) e Aquazol - parem kui PVOH,
mittetoksiline, mitteioonne termostabiilne termoplast .
Lahustumisel on tähtis, milline on lahustuva aine dispergeerimisaste.
Tõelises lahuses ( näit. keedusoola lahustumisel tekib tõeline lahus) toimub lahustumine iseenesest, lahuse ja
lahusti omavaheline protsess on soodne - energeetiline tase on sobilik. c, t0 ja rõhk on lahustuvuse parameetrid .
Kõik muutused tõelises lahuses on pööratavad.
Kolloidlahus ei teki ise, see vajab spets. tingimusi. Ta seismisel vananeb :eralduvad lahustunud aine ja lahusti.
Faaside eraldumine on energeetiliselt soodne ja pöördumatu protsess. Polümeeri kolloidlahus - lateks - on püsiv
ainult emulgaatorite juuresolekul.
Millal saame polümeerist tõelise, millal kolloidlahuse?
See sõltub sellest, kas polümeer on lahusti suhtes lüofiilne või lüofoobne (lüofiilne- lahusti lembene;lüofoobnelahustit
tõrjuv)
Vesi + polümeer = kolloidlahus, sest polümeer on vee suhtes lüofoobne.
Kuidas hinnata lüofiilsust? - lahustuvusparameeter δ
Polümeeri lahustajaks sobib lahusti, mille δ on lähedane polümeeri δ väärtusele.
lahusti δ polümeer δ
oktaan 15,1 polüetüleen 15,9 keemiliselt sobiv
tetrakloro- 17,2 polüpropüleen 16,9
metaan
etüülatsetaat 18,2 PBMA 17,6
benseen 18,3 polüstürool 18,2
kloroform 18,6 polümetüül- 18,6
metakrülaat
Polümeeri molekuli liikuvus on nii väike, et tema lahustumisel toimub esmalt lahusti liikumine polümeeri
molekuli sisse (päsmas on tühikud). Esialgu tekib lahusti lahus polümeeris. Seejärel hakkavad lahusti molekulid
eradama polümeeri ahelat ja polümeeri molekulid saavad liikuvust juurde (polümeer hakkab lahustuma) ning
lahustumine muutub kahesuunaliseks- polümeer pundub. Pundumine on iseloomulik kõrge M- massiga
ühenditele.
Pundumine võib lõppeda tõelise lahuse tekkega- piiramatu pundumine ( benseen + nat. kautzuk). Võib lõppeda
ka polümeeri ahelate osalise lahustumisega ja tekib geel e. tarre - piiratud pundumine.
Pundumist võib piirata polümeeri võrkstruktuur või halb lahusti. Võrkstruktuuriga polümeer on lahustumatu ja
annab geeli, mille võrgus on lahusti, mis annab geelile elastsuse.
Kui võrkstruktuur on väga tihe, siis lahusti ei pääse üldse süsteemi- näit. naturaalse kautzuki vulkaniseerimisel S
(väävliga)-ga tekib polümeer -eboniit, mis on väga tugeva võrkstruktuuriga ja ei lahustu.
Geel võib üle minna ka tõeliseks lahuseks : termopöörduv ja termopöördumatu geel.
Polümeeride vananemine.
Püsivus jaotatakse klassidesse: 0,5 - 500 aastani eluea järgi
T C B 20….100 aastat
A2 >100 aastat
A1 > 500 aastat
Selle aja jooksul polümeer säilitab esialgsed omadused ja seejärel hakkab ta muutuma, vananema.
Vananedes muutub rabedaks, kollaseks, tuhmistub, läbipaistvus muutub, reageerib temaga kontaktisolevate
objektidega.
Vananemise põhjuseks on keemilised reaktsioonid, mida põhjustavad ja kiirendavad t0, valgus ja O2.
Heige Peets - Konserveerimiskeemia
21.11.2005
Page 7 of 7
Näide: PVC polüvinüülalkoholi vananemine
Temperatuuri toimel eraldub polümeeri keemilise muundumise käigus HCl, moodustub küllastumata ühend
( - C = C - ). Vananemisel tekib materjali kollane värvus (vananemise silmaga nähtav muutus); kaksikside on
tundlik O2-le, mis põhjustab polümeeri oksüdatiivse muundumise.
1.
to
-CHCl - CH2- CHCl- CH2- → - CH = CH-CHCl-CH2- →
- HCl –HCl
→ - CH = CH-CH = CH -
tekivad küllastumata ühendid
2.
O2 •
-CH = CH- → -CH - CH- → - CH - CH - → - C-H -C-H
║ ║
O - O' O ― O O O
Toimub polümeerahela destruktsioon, esialgne ahel lõhutakse ja antud juhul tekivad lõpp-produktidena
aldehüüdid.
Vananemine on iseeneslik muutus, mille käigus muutuvad polümeeri omadused.
Polümeeri lagunemisele aitavad kaasa polümeeri ahela "nõrgad" kohad
- C = C kaksiksidemed
- -CH2 - O - CH2 heteroahel
- rühmad, mis reageerivad veega - hüdrolüütiline lagunemine
+ H2O
-CH -O - CH- → CH3 - OH HO - CH3
H+ OHtekivad
alkoholi molekulid
Amorfsed polümeerid lagunevad paremini, kui kristalliinsed: tärklis, PVA (polüvinüülalkohol), PEG, tselluloosi
derivaadid, polüestrid.
Keskonna saaste seisukohalt peaks tarbeplastid olema ajas kergesti ja kiiresti lagunevad. Polümeerid, mis
sisaldavad - C = O rühmi lagunevad hüdrolüüsi, bio-ja fotodegradatsiooni teel. Tärklise lisamine kiirendab/
hõlbustab teiste polümeeride degradatsiooni.
- termoplastne tärklis / thermoplastic starch: biolagunev materjal, mida segatakse (blend)ka teiste plastidega
nende biolagunemise soodustamiseks ( tärklist 60-70%).
Polümeeri eluiga: seda reguleerib polümeeri struktuur
V
kiirus
( aeg)
kasutusaeg t
Kasutusaja pikendamiseks lisatakse polümeeridele aineid, mis aeglustavad
vananemist- inhibiitorid
- vananemisel muutub polümeeride lahustuvus
- polümeer võib muutuda nõrgemaks ja hakata " voolama" ( leepuvad, jäävad alus- materjalide külge jms )
- põikahelate tekkimine muudab polümeeri järjest vähem lahustuvaks ( konserveerimises kasutatavad liimid
ja lakid mingil ajahetkel ei ole enam pöörduvad )