Способ определения глубины проникновения фронта реакции окисления в полимерах

Союз СоветскихСоциалистическнхРеспублик О П И С А Н И Е (щ 775668ИЗОБРЕТЕН ИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Ф нонн(Н=(088.8) Опубликовано 30.10,80. Ькуллетець40 Лана оиублиноааннн оннсаоннн Т 0.10.80(7 ) Заявитель Гомельский государственный у ниверситет(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ГЛУБИНЫ ПРОНИКНОВЕНИЯ ФРОНТА РЕАКЦИИ ОКИСЛЕНИЯ В ПОЛИМЕРАХ Изобретение относится к технической физике,более конкретно - к методам определения га.зопроницаемости полимеров,Известны способы определения пронтщаемости кислорода в полимеры, в которых количест 5во диффундирующего кислорода и глубину егопроникновения регистрируют путем введения вполимер красителей, люминесценция которыхтушится кислородом, по гашению свечения добавок, фосфоресцирующих в УФ.лучах, по излменению цвета радикалов, полученных путемоблучения полимера ионизирующими излучени. ями, используя резко выраженные парамагнитные свойства кислорода и т,д. Эти методы применимы, если в процессе диффузии кислород5не вступает в химическое взаимодействие сполимером, Однако чаще всего, особенно приповышенных температурах, диффундирующийкислород химически связывается полимером,то есть идет окислительный процесс. Окисление20начинается с поверхности полимера, постепеннораспространяясь вглубь.Наиболее близким техническим решениемявляется способ определения глубины проникно. вения фронта реакщш окислеши в полимерах, включающий регистрадшо распределения продук. тов окисления по толщине образца 21.,Данная методика имеет один существенный недостаток.При окислении полимера наряду с подсоеди. нецисм кислорода к максамолекулам в большом количестве образуются низкомолекулярные продукты окисления, содержащие кислород. Поскольку окисление преимущественно локализуется в поверхностном слое, то ц низкомолекулярцые продукты окисления, в основном, абра. зуются в этом слое, Обладая высокой диффузионной способностью эти продукты, как и кцслорац, диффундируют вглубь образца. Таким образом, при окислении полимера в образце существует два диффузиоццых потока: латок кислорода и потокнизкомалекулярных продуктов акнсленияа содержащих связанный кислород, Есчи мы будем регистрировать распределение продуктов окисления ца глубине образца, та мы з данной точке образца будем адцаврсмсццо регистрировать как аклслеццые макрамале. кулы, так и цизкомалекулярцыс саецицсцияа77566 8 4проводить термообработку при температуре,превышающей температуру плавления материалаобразца, В этом случае процесс перераспределения низкомолекулярных продуктов окисленияпо толщине образца занимает несколько минут,что ускоряет проведение испытаний. Однакоэто условие не является обязательным, можнопроводить термообработку и при более низкихтемпературах.П р и м е р, Использовали пленки толщиной 1000 мкм из полиэтилена низкого давления и полипропилена, Пленки помещали наобезжиренную алюминиевую фольгу и окислялив термошкафах. Температура и время окисле.ния составляли: для полиэтилена - 150 С и180 мин, для полипропилена - 180 и 90 мин.Оценку глубины распространения фронта окисления проводили в соответствии с известным,и предлагаемым способами. В случае способапрототипа с образцов после окисления снималисрезы на различной глубине образца. Срезыанализировали на спектрофотометре ИЯ - 20 насодержание продуктов окисления. Оценку продуктов окисления осуществляли по оптическойплотности полосы поглощения 1720 смв ИКспектрах полимера, соответствующей колебаниям карбонильной группы. Глубину проникновения фронта окислительных реакций оценивалипредельным расстоянием от поверхности образца, дальше которого продукты окисления необнаруживаются.При испытаниях согласно предлагаемому способу образцы после окисления подвергали до.полнительной термообработке в отсутствие кислорода, Термообработку производили при тем.пературах окисления, длительность термообработки составляла 60 мин. После термообработки производили анализ продуктов окисленияпо вышеописанной методике,Полученные данные показали, что предлагаемый способ более точный, чем прототип,Формула изобретенияСпособ определения глубины проникновенияфронта реакции окисления в полимерах, включающий регистрацию распределения продуктовокисления по толщине образца, о т л и ч аю щ и Й с я тем, что, с целью повышенияточности измерений, после окисления образцапроводят его термообработку в среде, не содержащей кислород,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Рейтлингер С, А, Проницаемость полимерных материалов, М "Химия", 1974, с. 180-185.2. Бальтенене Я. Ю Бальтенас Р, А, Полимер.ные материалы и их исследование. Каунас, 1971,с. 11 (прототип). в том числе низкомолекулярные соединения,проникающие из слоев, лежащих выше рассматриваемой точки, Макромолекулы практически недиффундируют в расплаве и поэтому обнаружение окисленной молекулы в какой-то точкеобразца свидетельствует о том, что фронт окислительной реакции через эту точку прошел. Поэтому при последовательном анализе продуктовокисления по глубине образца наступает такоймомент, когда регистрируются только низкомолекулярные продукты окисления, продиффундировавшие иэ поверхностных слоев. Это областьобразца, до которой фронт реакции окисленияе 1 це не дошел, Разделение окисленных макромолекул и низкомолекулярных продуктов окйсле.ния представляет чрезвычайно трудную задачу,Обычно исследователи судят о глубине проникновенияфронта окислигельной реакции по границе распространения продукта окисления,При такой оценке ре.зультат измерений будет завьппен.Целью изобретения является повышейие точ.ности измереий.Для этого после окисления образца проводят его термообработку в среде, не содержащей,кислород. 25При термообработке происходит выравнивание концентрации низкомолекулярных соединений вследствие их диффузии в область болеенизкой концентрации - в глубинные слои об.разца. В то же время, вследствие низкой диф.фузнонной способности окисленных макромолекул их распределение по толщине образца остается прежним, то есть фактическая границафронта, окисления не изменяется при термообработке в отсутствие кислорода. Согласно пред 35 лагаемому способу границу фронта окисленияследует опрецелить после установления в образце равного распределения низкомолекулярныхпродуктов окисления, Это обьясняется тем:, чтониже границы нахождения окисленных макро.40 молекул концентрация продуктов окислениябудет постоянной (там находятся только низкомолекулярные продукты окисления), а вышеэтой границы концентрация продуктов окисления будет монотонно увеличиваться вследствие45 все возрастающего вклада окисленных макромолекул. Таким образом,.выход кривой распределеши продуктов окисления по толщинеобразца на участок насыщения характеризует глубиену.распространения фронта реакции окисления.Термообработку окисленных образцов в от 50сутствие кислорода можно проводить различныьи способами: в вакууме, в атмосфереинертных газов, путем блокирования поверхности образца от контакта с кислородом воз.духа другими материалами (Жидкостью, металлом, стеклом и т.д.). Наиболее целесообразноВНИИПИ Заказ 7735 59 Ти аж 1019 ПодписноеФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул, Проектная, 4