聚合物的降解會(huì)產(chǎn)生大量氧化產(chǎn)物,如過(guò)氧化物、乙醇、酮、醛、酸、過(guò)酸、過(guò)酸酯和r-內(nèi)酯。而高溫、光照和催化劑,如某些金屬和金屬離子,都會(huì)增加其氧化速率。一般來(lái)說(shuō),大多數(shù)聚合物都含有易發(fā)生氧化降解反應(yīng)的結(jié)構(gòu)單體。
光學(xué)分析表明,聚合物的降解產(chǎn)物與低分子量烴類的降解產(chǎn)物具有同樣的官能團(tuán)。tpu通過(guò)鏈聚合、加聚或縮聚作用制得。然后再經(jīng)過(guò)幾道加工步驟得到成品。
在整個(gè)加工過(guò)程中,tpu都會(huì)受到熱和機(jī)械剪切的作用。所設(shè)計(jì)的成品使用期限一般都為好幾年,并且它們的化學(xué)、物理和力學(xué)性能及感觀性在使用期內(nèi)幾乎不發(fā)生變化。然而,由于tpu制品在整個(gè)使用期間都伴隨有氧氣、熱量、光照和水的存在,在這些條件下,聚合物的分子鏈便會(huì)發(fā)生氧化斷裂、鏈貧支或交聯(lián)反應(yīng)、因此tpu工業(yè)的基礎(chǔ)便包括對(duì)氧化降解的了解及其預(yù)防。
除了氧化反應(yīng)以外,加工過(guò)程中還可能發(fā)生老化現(xiàn)象。首先,若成品的溫度低于tpu的熔點(diǎn)或玻璃化轉(zhuǎn)變溫度,那么就可以觀察到結(jié)晶或弛豫過(guò)程,此過(guò)程可導(dǎo)致老化并能增加氧化降解的敏感性。其次,聚酯、聚酰胺和聚氨酯都可能由于水解而導(dǎo)致鏈的斷裂,從而發(fā)生降解。,填料、顏料、增強(qiáng)材料和其他添加劑同樣會(huì)影響產(chǎn)品的氧化敏感度。
對(duì)聚合物氧化的研究源于人們對(duì)天然橡膠老化現(xiàn)象的關(guān)注。Hoffmann對(duì)橡膠老化與其對(duì)氧的吸收之間的關(guān)聯(lián)性進(jìn)行了研究。無(wú)論有機(jī)化合物是否暴露在空氣中,它與分子氧之間的反應(yīng)都會(huì)自動(dòng)進(jìn)行,因此,后來(lái)此類反應(yīng)被稱為自氧化。自氧化有兩個(gè)特征,即自催化作用和添加劑的作用。這兩個(gè)特征都是典型的自由基反應(yīng)(也稱為均裂反應(yīng)),并兀乎總是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。 Bolland 和 Gee•首先研究了自氧化反應(yīng)。研究結(jié)果認(rèn)為自氧化反應(yīng)為百由基引發(fā)的鏈反應(yīng),該反應(yīng)與其他自由基反應(yīng)一樣,經(jīng)歷了三步反應(yīng):即鏈引發(fā)、鏈傳遞和鏈終止。