Degradación Molecular

The gap insulation on the pipeLa degradación molecular es una de las principales causas de falla de los componentes de un plástico, algunos estudios indican que del 15 al 20% de las fallas de un polímero plástico están asociadas con un mecanismo de degradación. En términos genéricos, la degradación molecular de un plástico es la alteración perjudicial de la estructura molecular dentro del polímero como resultado de una reacción química. Es importante destacar que los mecanismos de degradación implican principalmente una reducción permanente en el peso molecular (la longitud de la cadena) como resultado de la reacción química. Existen numerosos mecanismos de degradación molecular, pero los más comunes son:

  • Oxidación térmica (historial térmico)
  • Radiación ultravioleta
  • Ruptura de cadena (remolido, fricción)
  • Hidrólisis

MECANISMOS DE DEGRADACIÓN

El mecanismo dominante de la degradación molecular y el grado de degradación dependen de la composición de la resina plástica y las condiciones ambientales a su alrededor. Se puede producir una disminución de propiedades significativa en la mayoría de las familias de polímeros como resultado de la degradación molecular. Todas las formas de degradación representan reacciones químicas que dan lugar a cambios estructurales moleculares que van acompañados de disminuciones notables en las propiedades físicas. La reducción en el peso molecular y a la vez de la longitud de las cadenas moleculares de un plástico, asociada con la degradación conduce inherentemente a una menor ductilidad debido a una pérdida del desordenamiento de las cadenas del polímero precisamente porque ahora son más cortas. Esto reduce la energía requerida para ordenar (estirar) las cadenas y cambia del mecanismo de rendimiento dúctil a fractura por fragilidad.

Las manifestaciones de la degradación molecular pueden incluir:

  • Pérdida de propiedades mecánicas, como resistencia al impacto, fragilidad, agrietamiento, etc;
  • Reducción en la resistencia química;
  • Cambios estéticos, como decoloración, apariencia blanquecina, pérdida de brillo, pérdida de transparencia; evolución de volátiles (incluida la generación de malos olores); y formación de carbonilo (y pérdida de propiedades dieléctricas)

La degradación molecular puede ocurrir a lo largo del ciclo de vida de un componente de plástico. Independientemente de cuándo ocurre la degradación, los efectos pueden conducir a una falla prematura del componente.

FACTORES QUE INFLUYEN EN LA DEGRADACIÓN

Las diferentes formas de degradación molecular presentan algunas similitudes con respecto a los factores que influyen en el tipo de degradación y la rapidez y el grado de daño del material. En general, los parámetros más importantes que afectan el grado de degradación molecular pueden ser:

  • El tipo de polímero: la susceptibilidad a los tipos específicos de degradación molecular es variable y se basa en la estructura del polímero
  • Eficacia de los aditivos de estabilización: tipo, cantidad y permanencia del paquete antidegradante utilizado en la formulación
  • Temperatura: las temperaturas más altas dan como resultado un incremento en la velocidad de envejecimiento
  • Resistencia de la sustancia química o radiación reactiva: los agentes reactivos más fuertes o más concentrados producirán una degradación más rápida
  • Nivel de estrés; niveles más altos de estrés dan como resultado una degradación más rápida; los esfuerzos internos y externos combinados

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