Download
1 / 15
E N D
Хемодинамика загађивача- предавање 915. ХЕМОДИНАМИКА СИНТЕТСКИХ ПОЛИМЕРАсагоревање- полимери- углавном органски- као и већина органских супстанци сагоревају ако је Т° довољно ↑- сагоревање- начин деградације- добијају се дим, у неким случајевима и токсични гасови- HCl, HCN, CO, HNO3- добија се и чврст остатак- сагоревање у два чина- први: раст Т° полимера доводи до цепања полимерних веза- стварају се мали, лакоиспарљиви молекули- долази до топљења, мали молекули дифундују кроз остатак материјала- напуштају пластику, одлазе у околину
Хемодинамика загађивача- предавање 9- сагоревају у контакту са ваздухом (други чин)- ово сагоревање производи топлоту која се враћа у полимер- за многе термопластичне полимере- самоодржив процес- траје док се стварају испарљиве материје
Хемодинамика загађивача- предавање 9- постоје и термостабилни полимери- умрежени су, нема кретања малих молекула- загревање може чак да узрокује повећање степена умрежавања- …и мању могућност кретања малих молекула са временом- мали испарљиви молекули при сагоревању- најчешће резултат елиминације или деполимеризације- деполимеризација- обрнута полимеризацијa, стварају се мономери
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - деполимеризација: полиметилметакрилат, полиоксиметилен, полистирен, - елиминација- PVC- при сагоревању PVC- развијање HCl- остаје систем конјугованих двоструких веза- узрок боје- полиетилен, полипропилен- оба механизма
Хемодинамика загађивача- предавање 9 биодеградација- за биодеградацију су неопходни ензими микроорганизама- примена већине синтетских полимера заснована је на повећаној отпорности у поређењуса природним полимерима- непожељно да нпр. пластични омотачи телефонских каблова буду лако разградиви- већина синтетских полимера који се данас користе- биоотпорни- природни полимери се разграђују хидролизом и/или оксидацијом- биоразградиви синтетски полимери имају хидролизабилне функционалне групе- естерска, амидска, уретанска- алифатични полиестри су међу најразградивијим- због естерске групе, али и флексибилног главног ланца
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - флексибилност дозвољава везивање за активно место ензима - разградиви хируршки шавови- полигликолна киселина- омотач лекова- поликапролактон- термопластични материјали од поликапролактона за 12 месеци у земљишту потпуно деградирају- м.о.их користе за раст, добијају се биомаса, CO2 и H2O- полиестри са ароматским прстеновима (полиетилентерефталат PET), су слабије разградиви од алифатичних полиестера
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - ароматски прстенови смањују флексибилност главног ланца- смањена флексибилност разлог за мањy биодеградабилност и полиамида- у већини земаља најчешће употребљавани полимери су они без хидролизабилних група- полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирен- ови полимери јако биорезистентни- CH су деградабилни до Мw од око 500 (n-C35)- за веће алкане, биодеградација је практично непостојећа- разгранатост смањује биодеградацију- како код полимера постоји дистрибуција молекулске масе око оне која је средња за полимерну масу, део ипак деградира- фракција већа од 35 C је инертна, а то је већи део полимера- термостабилни полимери отпорни - јер су умрежени
Хемодинамика загађивача- предавање 9- биодеградабилни полимери неупотребљиви за паковање- природна гума- C-C ланац + гране- ипак биодеградабилна- верује се због двоструке везе- места за ензимски напад- модификовање природних полимера може да води до стварања биодеградабилнијих варијанти- целулоза- нитрат и ацетат - целулоза-нитрат коришћен у старим филмовима- зато су често биодеградабилни- често подизање температуре код полимера ствара мање фрагменте-води ка биодеградабилизацији- често се полимерима додају биодеградабилни адитиви - служе као пластиканти или стабилизатори, али повећавају биодеградабилност
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - нпр. често се полимерима додаје скроб- биодеградација ових додатака води до нарушавања структyрног идентитета полимера- постају крхки- ломе се или мрве, али сам полимер остаје ненарушен
Хемодинамика загађивача- предавање 9 фотодеградација - да би подлегао фотодеградацији, полимер мора да има хромофорну групу…- …групу која сорбује зрачење између 290 и 450 nm- поготово важно између 290 и 320 nm јер је то зрачење веће Е- наравно, важно и да полимер буде изложен светлости- на депонијама често није случај- најчешће у полимерима C=O група, обично као кето група - сорпција између 330 и 360 nm- светлост доводи до Норишове реакције 1 или 2- 1- добијају се радикали који могу даље да реагују, уз развијање CO2
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - 2- добијају се незасићени алкохол, а након тога алкилкетон и алкан као производ - због опсега у коме сорбује, фотодеградација је најчешће могућа само на отвореном- прозорско стакло елиминише све таласне дужине испод 330 nm- обичне светиљке не производе светлост испод 330 nm- флуоресцентне веома мало- кополимер са C=O групом је употребљив у зградама са вештачким осветљењем- естерска група садржи C=O- за алифатичне полиестре, сорбовање је присутно испод 250 nm, дакле на нижим таласним дужинама него за кетоне
Хемодинамика загађивача-предавање9 - код ароматичних полиестера (PET) постоји конјугација између прстена и C=O групе - сорпција изнад 300 nm је могућа- могућа је фотодеградација PET-а, ако нема UV стабилизатора- четири најважнија термопластична полимера могу да буду фотодеградирана ако су изложена UV компоненти светлости (<380 nm) - полиетилен, полипропилен, поливинилхлорид, полистирен- ови процеси су спори, трају и годинама- зато се често ови полимери и узимају као недеградабилни- ако се гледа структура, фотодеградација се често не може предвидети, осим можда код полистирена
Хемодинамика загађивача-предавање9 - комерцијални полимери су фотодеградабилни- разлози су фотосензитивне нечистоће и грањање- полипропилен- пример за важност грањања- има терцијарни H, када се уклони, настаје веома стабилан терцијарни радикал- стога је полипропилен фотодеградабилнији од полиетилена- PVC се разлаже на начин који је описан код термалне деградације- деградација само на површини- добија се HCl, а ствара се полиен- полиен је добар сорбер UV зрачења и штити масу PVC која није директно изложена- за повећање фотодеградабилности није неопходно убацити кето групе
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - довољно је обезбедити грањање- кополимер стирен+метилметакрилат+0,3-10 % метилвинилкетона производи полимер који лако деградира на сунцу - претпоставља се да Норишева реакција у бочним ланцима доводи до формирања радикала који могу да нападну главни ланац полимера- раличити адитиви могу бити додавани како би појачали фотодеградацију- ови адитиви су молекули, нпр. ароматични кетони или једињења прелазних метала- они адсорбују светлост и формирају врсте које могу да “извуку” H атоме из главног ланца
Хемодинамика загађивача- предавање 9 - настају нови радикали и долази до деградације - фотодеградација доводи до слабљења структуре и стварања малих молекула- стварање малих молекула појачава могућност биодеградације
