Starnutie polymérov
V dôsledku dlhodobého pôsobenia vonkajšieho prostredia môžu polyméry meniť svoje vlastnosti, dochádza k ich starnutiu (atmosférickej korózii). Zmeny, ku ktorým u polymérov dochádza vplyvom poveternosti, sa obvykle prejavujú najprv zmenou farby, stratou lesku či priehľadnosti a povrchovým praskaním dielu, čo je sprevádzané poklesom mechanických vlastností.
Medzi najdôležitejšie vplyvy, ktoré spôsobujú starnutie a degradáciu polymérov, patria: svetlo, kyslík, ozón, voda, teplota, atmosférické nečistoty, ale aj mikroorganizmy.
Vplyv svetelného žiarenia
Najväčší vplyv na starnutie polymérov má slnečné žiarenie, konkrétne ultrafialové žiarenie, ktoré je súčasťou slnečného svetla. Lúče ultrafialového žiarenia obvykle porušia väzbu medzi dvoma atómami v reťazci makromolekuly a makromolekula sa rozpadá na menšie celky, ktoré ľahko reagujú so vzdušným kyslíkom. Tomuto deji hovoríme fotooxidácia. Oxidačné reakcie začínajú vždy na povrchu a postupne sa dostávajú do väčšej hĺbky, čím spôsobujú značné zmeny v chemickej štruktúre polymérov, dochádza k vetveniu, prípadne sieťovaniu makromolekúl a dá sa predpokladať, že materiál bude krehkejší, menej pružný. Pri mechanickom alebo tepelnom namáhaní vzniknú na jeho povrchu trhlinky, ktoré časom spôsobia deštrukciu polyméru. Len veľmi malé množstvo polymérov je proti pôsobeniu UV žiarenia odolné. Bežné polyméry, teda aj gumy (obsahujúce dvojité väzby v makromolekule, ktoré sa pri vulkanizácii všetky zďaleka nespotrebovali), odolné nie sú a pre vonkajšie aplikácie sa musia chrániť proti UV lúčom – najčastejšie sadzami (pri bielych alebo svetlých gumách bez sadzí dochádza vplyvom svetla na povrchu k prasklinám). Sadze sú tvorené mikroskopickými čiastočkami uhlíka a pôsobia ako štít neprepúšťajúci UV lúče dovnútra materiálu. Využiť možno aj prídavky rôznych chemických zlúčenín, ktoré majú schopnosť meniť UV žiarenie na teplo alebo menej energetické svetelné žiarenie, ktoré pevnosť makromolekuly neohrozí. Ich účinnosť je však nižšia.
Vplyv kyslíka
Proti vzdušnému kyslíku sú polyméry väčšinou veľmi stále. Ale v kombinácii s pôsobením svetla, tepla, prípadne mechanického zaťaženia môže dochádzať k oxidačným procesom, ktoré ovplyvňujú kvalitu polyméru. Vplyv ozónu Ozón v koncentráciách obvyklých pri zemskom povrchu len nevýznamne napáda plasty. Nebezpečný je však pre kaučuky, predovšetkým nenasýtené kaučuky (obsahujúce násobné väzby), ako je prírodný kaučuk (NR) a butadién-styrénový kaučuk (SBR), kde je príčinou trhlín na ich povrchu (vytvára sa tzv. slonia koža). Chlóroprenové kaučuky (CR), butylkaučuky (IIR) alebo etylén-propylén-dién-termoplyméry (EPDM) sú voči ozónu podstatne viac odolné.
Vplyv vody
Voda vymýva všetky podiely polymérov, ktoré sú vo vode rozpustné, vrátane aditív. U navlhavých polymérov môže spôsobovať hydrolýzu (najmä za vysoké teploty, prípadne v prítomnosti kyselín či zásad). Voda spôsobuje zmenu rozmerov a väčšiny fyzikálnych vlastností. Vplyv teploty Povrchová teplota polymérov na slnku môže dosahovať vysoké hodnoty (až 80 °C). Táto teplota na tepelnú degradáciu polymérov nepostačuje, urýchľuje však rýchlosť chemických reakcií.
Vplyv atmosférických nečistôt
Atmosféra obsahuje spravidla tuhé aj plynné nečistoty. Tuhé nečistoty, ako sú piesok, sadze, popolček, môžu povrchy polymérov poškodzovať mechanicky (zvlášť za spolupôsobenia vetra). Plynné látky v atmosfére (uhľovodíky, oxidy síry a dusíka) sú nebezpečné pre polyméry, ktoré podliehajú ľahko hydrolýze. Odolnosť polymérov proti poveternosti sa hodnotí rôznymi metódami a podľa rôznych hľadísk, ktoré môžu byť aj časovo veľmi náročné (najmä skúšky prirodzeného starnutia v reálnych podmienkach). Na rýchle skúšky (umelé starnutie) sa používajú napr. tzv. veterometre, v ktorých sa napodobňujú prírodné podmienky (svetlo, teplo, vlhkosť), xenotesty simulujúce slnečné žiarenie pomocou vzduchom chladenej xenónovej výbojky a fadeometre na testovanie farebnosti a degradácie polymérov, ktoré sú vystavené slnečnému žiareniu prechádzajúce cez okenné sklá. Po expozícii sú hodnotené zmeny vlastností materiálu.
Odhad životnosti polymérov na základe týchto skúšok je však oveľa komplikovanejší ako odhad životnosti napr. len pre tepelné namáhanie.
Vplyv mikroorganizmov
Bežné polyméry sú proti pôsobeniu mikroorganizmov (baktérií, plesní i živočíchov) obvykle odolné (sú však známe prípady, keď diel z PVC uložený v zemi rozhrýzli hlodavcami). Napádané môžu byť polyméry prírodného pôvodu alebo môžu byť porušované niektoré prísady bežných polymérov (napr. zmäkčovadlá, farbivá, mazivá, prírodné materiály a pod.). Biologická korózia je rozšírená predovšetkým u mäkčeného polyvinylchloridu (PVC-P) alebo fenoplastov, u ktorých je používaná ako plnivo drevitá múčka (najmä na rezných plochách výrobku, kde je obnažené plnivo). Treba tiež ale spomenúť, že je snahou v súčasnej dobe vyvíjať aj také polyméry, ktoré by sa po konci svojho upotrebenia rozložili buď pôsobením UV žiarenia alebo bežnými pôdnymi organizmami (napr. špeciálnymi spôsobmi kompostovania). Existujú napr. prírodné polyméry (tzv. biopolyméry) na báze škrobu (najznámejším je kyselina polymliečna PLA), ktoré sú biologicky rozložiteľné. Vyvinuté boli aj syntetické polyméry, ktoré sa porušia baktériami. Tieto polyméry sú zatiaľ často cenovo veľmi náročné, svoje uplatnenie nachádzajú najmä v obalovom priemysle.
Zdroj: https://publi.cz/books/180/16.html