view in publisher's site

Role of oxygen diffusion in polymer ageing: kinetic and mechanical aspects

For an ageing process involving the consumption of a small molecule (typically O2 or H2O) by reaction with the polymer, there are critical conditions of reaction rate and/or thickness above which the process becomes kinetically controlled by the diffusion of the small molecule in the polymer. Suitable lifetime prediction models must then involve the thickness distribution of reaction products. This latter can be predicted from Fick's law, modified by a term relative to the rate of consumption of the diffusing species by the chemical reaction. Some problems related to the use of this approach are examined here. It appears that, in the most frequent case, the thickness of the degraded layer is of the order of magnitude of D/k, where D is the diffusion coefficient and k the pseudo-first-order rate constant for reactant consumption. Some examples of application related to photochemical, radiochemical and thermochemical ageing are examined. It can, for instance, be shown that in photochemical or radiochemical ageing, the thickness of the oxidized layer (TOL) is proportional to the reciprocal of lβ, where l is the radiation intensity and Β an exponent depending essentially on the radical chain mechanism. It is generally expected that in the case of thermal ageing, the TOL is a decreasing function of the temperature. Some consequences of diffusion control on accelerated and natural ageing methods are briefly examined. The consequences of the ageing-induced “skin-core” structure due to the diffusion control are examined. The main features of the observed polymer embrittlement can be explained in terms of fracture mechanics.

نقش نفوذ اکسیژن در پیری پلیمر: جنبه‌های سینتیکی و مکانیکی

برای یک فرآیند پیری که شامل مصرف یک مولکول کوچک (معمولا O۲ یا H۲O)بوسیله واکنش با پلیمر است، شرایط بحرانی سرعت واکنش و / یا ضخامت وجود دارد که در بالا این فرآیند با نفوذ مولکول کوچک در پلیمر از نظر کینتیکی کنترل می‌شود. سپس مدل‌های پیش‌بینی عمر مناسب باید شامل توزیع ضخامت محصولات واکنش باشد. این مورد آخر را می توان از قانون فیکس پیش‌بینی کرد، که با یک عبارت نسبت به نرخ مصرف گونه‌های نفوذی توسط واکنش شیمیایی اصلاح شده‌است. برخی از مشکلات مربوط به استفاده از این روش در اینجا مورد بررسی قرار گرفته‌است. به نظر می‌رسد که در بیشتر موارد، ضخامت لایه تخریب‌شده از مرتبه بزرگی D / k است، که در آن D ضریب انتشار و k ثابت سرعت شبه مرتبه اول برای مصرف واکنش دهنده است. نمونه‌هایی از کاربردهای مربوط به پیری فتوشیمیایی، رادیوشیمیایی و ترموشیمیایی مورد بررسی قرار گرفته‌است. به عنوان مثال، می توان نشان داد که در پیری فتوشیمیایی یا رادیوشیمیایی، ضخامت لایه اکسید شده (TOL)متناسب با معکوس lβ است، که در آن l شدت تابش و B نمایی وابسته به مکانیزم زنجیره رادیکال است. به طور کلی انتظار می‌رود که در مورد پیری حرارتی، TOL یک تابع نزولی از دما باشد. برخی از پیامدهای کنترل انتشار بر روش‌های پیری تسریع شده و طبیعی به طور خلاصه مورد بررسی قرار گرفته‌اند. پیامدهای ساختار "هسته پوست" ناشی از پیری ناشی از کنترل انتشار مورد بررسی قرار گرفته‌است. ویژگی‌های اصلی تردی پلیمر مشاهده‌شده را می توان از نظر مکانیک شکست توضیح داد.
ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.