El plástico es un producto químico obtenido a través de procesos de polimerización, destilación y mezcla de sustancias. Dado que la mayoría de estos materiales están sujetos a reacciones químicas, cuando se exponen al calor, la humedad y los rayos UV, es común que ocurra la degradación de polímeros.
Para entender mejor sobre la degradación y estabilización de los polímeros, es muy importante conocer sus propiedades físicas y químicas. Además, este proceso puede llevarse a cabo a través de agrietamiento de tensión, radiación y una reacción mecánica, fotoquímica, térmica o degradación química de polímeros. ¡Comprueba!
¿Qué es y cómo ocurre la degradación del polímero?
Aunque no son deseados, los procesos de degradación de polímeros son comunes. ¿Pero sabes cómo suceden? Esto puede ocurrir por diferentes tipos de reacciones químicas, tales como: reticulación, despolimerización, escisión de enlaces químicos, oxidación, entre otros.
El comienzo de la degradación de los plásticos ocurre por la interrupción de un enlace covalente (dos átomos compartiendo dos electrones), generando radicales libres, que son responsables de la continuidad de la reacción. Una de las formas más presentes al principio de esta acción es la fuente externa, como el calor o la radiación solar.
Los agentes agresivos, que cambian el comportamiento físico, causando aumento o pérdida de rigidez, cambio visual, etc., también pueden contribuir a la degradación. En algunos casos, esto sucede a través de la disolución de moléculas al principio de la polimerización o en la ruptura de enlaces.
¿Cuáles son los problemas generados por la degradación del polímero?
La degradación de polímeros puede generar varios efectos negativos en las piezas moldeadas, como los polímeros. Las principales razones de esto son los cambios en el brillo, en los aspectos visuales (como el color amarillento o el cambio de color) y la apariencia de las manchas.
Además de las situaciones descritas anteriormente, hay un cambio en las propiedades reológicas y mecánicas. Esto se debe a que la división de las cadenas disminuye la masa molar de los compuestos, reduciendo las características mecánicas y la viscosidad, ya que también implican la reticulación del polímero.
Otra cuestión es la aparición de grietas, pudiendo unirse a las tensiones y aumentar la probabilidad de fallos en los materiales utilizados en aplicaciones que necesitan una buena solicitud mecánica. Para entender mejor estas reacciones, echa un vistazo a más detalles con la siguiente información.
Reacción térmica
Mientras algunos materiales tienen resistencia a temperaturas superiores a 2.000ºC, los compuestos tienen capacidad de procesamiento alrededor de 100 a 200ºC y temperaturas de uso más bajas. Esto se debe a que los átomos están interconectados por enlaces covalentes, en los que la energía de disociación está entre 300 y 850kJ mol-¹.
Reacción fotoquímica
La reacción fotoquímica es una que ocurre por la participación de una molécula en un estado electrónico. La principal causa de este tipo de degradación de los polímeros es la exposición excesiva al sol.
Radiación de alta energía
Esta reacción se produce en los casos en que los compuestos poliméricos necesitan ser esterilizados, como con los productos farmacéuticos y los equipos hospitalarios. En este caso, al recibir radiación, el material adquiere una mayor absorción de la luz, rompiendo los enlaces de la cadena de carbono, lo que disminuye la resistencia.
¿Cómo identificar la degradación de los polímeros?
La mejor manera de ampliar el tiempo de degradación del plástico polimérico es eligiendo el material correcto utilizado. Además, los aditivos de cada aplicación necesitan atención, especialmente cuando se enfrentan a factores como la radiación solar, el contacto con otras sustancias y el calor.
Para facilitar la elección, las industrias químicas utilizan pruebas para analizar el comportamiento y las propiedades del compuesto cuando se someten a las acciones mencionadas anteriormente. Esta prueba se vuelve aún más útil cuando estas reacciones se consideran fuentes que contribuyen a la degradación de polímeros.
Un ejemplo de esto es el meteorólogo (prueba de envejecimiento acelerado), una opción que somete las muestras a diferentes temperaturas, radiación UV y humedad durante un tiempo determinado. Esto permite una mejor comparación entre las propiedades del material, como la resistencia a la tracción, el brillo y el color.
Otra prueba ampliamente utilizada para estudiar las propiedades de los polímeros es FTIR (Fourier Transform Infrared Spectroscopy), una alternativa que permite la verificación de grupos químicos.
Como la degradación térmica de polímeros causa la interrupción de los enlaces covalentes, proporcionando la creación de otros grupos químicos, es posible verificar el contenido de estos grupos de procesos. El fabricante también puede comparar la intensidad de las muestras analizadas.
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