Mekanisma kimia Pemfotooksidaan polimer

Aldehid, keton dan asid karboksilik di sepanjang atau di hujung rantaian polimer dijanakan oleh spesies beroksigen dalam fotolisis pemfotooksidaan. Reaksi pemfotooksidaan bermula kerana kehadiran kumpulan kromofor dalam makromolekul. Pemfotooksidaan dapat berlaku serentak dengan degradasi suhu dan setiap kesan-kesan yang disebut dapat mempercepatkan satu sama lain.

Reaksi pemfotooksidaan termasuklah reaksi belahan rantaian, penyilangan dan oksidaan sekunder. Proses berikut dapat dikira:[1] langkah permulaan, langkah perambatan rantai, langkah pencabangan rantai dan langkah penamatan. Dalam langkah permulaan, radikal bebas terbentuk dengan penyerapan foton. Dalam langkah perambatan rantai, satu radikal bebas bertindak balas dengan oksigen untuk menghasilkan radikal polimer peroksi (POO•). Ini bertindak balas dengan molekul polimer untuk menjanakan polimer hidroperoksida (POOH) dan radikal polimer alkil baharu (P•). Dengan pencabangan rantai, radikal-radikal polimer oksi (PO•) dan radikal-radikal hidroksi (HO•) terbentuk dengan fotolisis. Langkah penamatan ialah penyilangan yang akan menyebabkan reaksi radikal bebas berlainan dengan satu sama lain.

Langkah permulaan Polimer ⟶ P ∙ +   P ∙ {\displaystyle {\ce {Polimer->P\bullet +\ P\bullet }}} Perambatan rantai P ∙ +   O 2 ⟶ POO ∙ {\displaystyle {\ce {P\bullet +\ O2->POO\bullet }}} POO ∙ +   PH ⟶ POOH +   P ∙ {\displaystyle {\ce {POO\bullet +\ PH->{POOH}+\ P\bullet }}} Pencabangan rantai POOH ⟶ PO ∙ +   OH ∙ {\displaystyle {\ce {POOH->PO\bullet +\ OH\bullet }}} PH + OH ∙ ⟶ P ∙ +   H 2 O {\displaystyle {\ce {{PH}+OH\bullet ->P\bullet +\ H2O}}} PO ∙ ⟶ Reaksi   belahan   rantai {\displaystyle {\ce {PO\bullet ->Reaksi\ belahan\ rantai}}} Penamatan POO ∙ +   POO ∙ ⟶ reaksi   penyilangan   dengan   keluaran   bukan   radikal   {\displaystyle {\ce {POO\bullet +\ POO\bullet ->reaksi\ penyilangan\ dengan\ keluaran\ bukan\ radikal\ }}} POO ∙ +   P ∙ ⟶ reaksi   penyilangan   dengan   keluaran   bukan   radikal   {\displaystyle {\ce {POO\bullet +\ P\bullet ->reaksi\ penyilangan\ dengan\ keluaran\ bukan\ radikal\ }}} P ∙ +   P ∙ ⟶ reaksi   penyilangan   dengan   keluaran   bukan   radikal   {\displaystyle {\ce {P\bullet +\ P\bullet ->reaksi\ penyilangan\ dengan\ keluaran\ bukan\ radikal\ }}}

di mana PH = Polimer

P• = Radikal polimer alkil

PO• = Radikal polimer oksi (Radikal polimer alkoksi)

POO• = Radikal polimer peroksi (Radikal polimer alkilperoksi)fsampi

POOH = Polimer hidroperoksida

OH• = radikal hidroksi

Kesan pencelup/pigmen

Menambahkan pigmen penyerap cahaya dan pemfotostabil (penyerap sinar ultraungu) ialah satu cara untuk mengurangkan pemfotooksidaan dalam polimer. Antioksidan digunakan untuk merencat pembentukan hidroperoksida dalam proses pemfotooksidaan.[2]

Bahan pencelup dan pigment digunakan dalam bahan polimer untuk mengadakan sifat berubah warna. Bahan tambahan ini dapat mengurangkan kadar degradasi polimer. Pencelup Cu-ftalosianina dapat menstabil melawan degradasi, tetapi dalam situasi lain seperti penuaan fotokimia, ia akan mempercepatkan degradasi. Cu-ftalosianina teruja dapat menyarikan atom hidrogen daripada kumpulan metil dalam polikarbonat (PK), yang meningkatkan kadar pembentukan radikal bebas. Ini bertindak sebagai titik permulaan pemfotooksidaan berturutan membawa kepada degradasi PK.[3]

Pemekaan pemindahan elektron ialah suatu mekanisma di mana Cu-ftalosianina teruja menyarikan elektron daripada PK untuk membentuk radikal anion Cu-Ft dan radikal kation polikarbonat. Spesies-spesies ini dengan kehadiran oksigen dapat menyebabkan pengoksidaan gelang aromatik.[4]