聚合物化学翻译 第八章

1、 桂林理工大学材料科学与工程学院高分子教研室彭锦雯indefinitely：无止境的;无限期地 exposure：暴露desirable properties:预期的性质有机的聚合物并非在所有条件下无限期的稳定存在。特别是着火或暴露在户外尤其是阳光下，它们倾向于发生反应导致失去预期的性质。degradation:降解 weathering：气候浸蚀 minimising：减少这被称为降解并常常伴随有与氧的反应和摩尔质量的降低。在燃烧和气候浸蚀两种作用下，聚合物降解及减少由这些条件引起危害的技术是本章的主题。plentiful:充足的diminish：减少ventilate：通风 simulat

2、ion ：模拟 settees：长沙发 were burnt：被烧掉燃烧中条件由内部的热表征。在燃烧的开始阶段常常存在充裕的氧气供给，但这会随燃烧过程迅速减少，这依赖于燃烧的通风怎样。例如，在一个模拟真实的燃烧中大量的聚合物物品，包括家具、床上用品、长沙发和扶手椅都烧进来了。as closely as possible 尽可能近期a department store:商店stack：堆放 vicinity：附近挑选尽可能近期发生在一处百货商店的一场火灾为代表，它致使10人丧生。物品被堆放在一起，当它们贮藏时被点燃了。点燃后一分钟，在火堆中记录到1000 的温度，在火堆的附近氧气浓度迅速降低，2

3、分钟后达到6.5%，最终维持燃烧期间达到3%的水平。 illustrates ：说明unique：独一无二的这个例子表明发生真实火灾中氧气浓度的范围和温度，但这仅仅是一个例子。对于真实火灾不存在标准的条件，因为每一次燃烧都是一个独一无二的物理化学事件。Fire brigades：火灾救援队随着聚合物在家居和工作单位中使用的增加，火灾的本性似乎存在某种改变。现在火灾救援队报告火灾比以前更快更猛烈；存在更多的烟和明显更大量的有毒气体。所有这些来自于在每日生活中使用聚合物的性质。migrate：迁移 out：放出聚合物燃烧发生在两个广泛的领域。首先存在点燃阶段，在热源附近引起温度升高达到化学键开始断

4、裂的那一点。这产生低摩尔质量的产物它迁移经过聚合物并放出气体相，它们经历氧化过程，如它们燃烧起来。is fed back to:反过来作用于 volatiles：挥发 self-sustaining：自行维持气相氧化过程是第二阶段。从这个阶段产生的热反过来作用于聚合特本体引起分子进一步断裂产生更多的挥发物就象燃料的燃烧阶段。对于许多聚合物整个循环变成自维持过程并且进行下去直到从聚合物中不再进一步产生挥发性产物为止。hinders ：阻碍the combustion zone:燃烧区域 be starved of :缺乏热固性塑料和热塑性塑料在燃烧中相互间表现有所不同。热固性塑料加热时不融化但可

5、以进一步交联。这种额外交联的存在会阻碍从聚合物基体中挥发性降解产物的移动。因此燃烧区域趋向于缺少燃料并且由于这个原因热固性塑料倾向于相对来说不易燃烧。assists：支持unless treated appropriately：除非经过适当的处理另一方面热塑性塑料，加热时熔融并且这有助于挥发性在材料中移动。因此燃烧区域的燃料容易到达，由此，除非经过适当的处理许多热塑性塑料是高度易燃的。 residue ：残留物char:焦渣聚合物不会燃烧十分完全有效，甚至仅由碳、氢和可能出现的氧组成。取而代之的是它们释放出极其大量的烟并留下烧焦的固体残渣。产生的烟和焦渣两者的数量可宽范围变化，依赖于燃烧的条件

6、和涉及的材料两个方面。hydrocarbons：碳氢化合物烟是液体和固体碳氢化合物、氧化有机物、碳颗粒，在某种情况下和水液滴的复合混合物。焦渣是各种化合物的脆状固体，常常带有极高的碳含量。prevailing：占优势的;主要的aerate：使快速地暴露于空气中;使通气 许多热塑性塑料在热作用下经历解聚。包括聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚甲醛。这种解聚发生时不考虑氧气的浓度是否占优势并且，在良好的通风条件下将对维持燃烧提供容易的燃料源。PVC在燃烧中表现有所不同。left ：留下的conjugated structure：共轭结构 orangy-red：橙红色 extensive degrada

7、tion :广泛的降解聚氯乙烯在燃烧过程中沿主链容易失去HCl这是自动催化的。留下的产物有高度共轭结构它显出橙红色或黑色并使产品很脆。当然，释放的氯化氢不可燃烧所以尽管深度降解的PVC从来不会自行维持燃烧过程。the least thermally stable：稳定性最小 the major tonnage polymers：主要的通用聚合物PVC可以在商业使用过程中的温度下发生脱去氯化氢的过程，使它在所有通用聚合物中成为热稳定性最差的。由于PVC总是含有稳定剂，它的详细性质依赖于PVC最终使用目的。photolytically： 光敏感的 still:尽管如此用来防止燃烧损害的稳定剂不同于

8、那些防止降解的稳定剂。尽管如此，其它试剂也有所使用，包括所需除氯化氢的防止光催化的试剂。taint:污染，沾污稳定剂的范围也受其它条件影响，例如，用在食品包装中的PVC薄膜必须带附加的稳定性，不能迁移进食品或污染与之接触的食品。evaluation ：估算specimen：样本，实例奭评估燃烧行为的一个重要技术就是确定极限氧指数。极限氧指数的使用是一个半定量的方法，这个方法起初是1966年由 应用于有机物而不仅仅用于聚合物的。specimen：样本，实例技术上，使用标准的聚合物样品，在氧氮混合气体中使用各种氧气浓度，在允许燃烧火焰至少持续3分钟决定氧气的最少量。Percentage:百分数这个

9、值，表示为一个百分数，被称为极限氧指数。典型的结果见表8.1reproducible：再现性的 indication：指标 respect:关系;方面,着眼点 sweeps away :带走发现极限氧指数具有合理的再现性并且他们提供了燃烧的指标。可是，它们在这个方面的使用是有限的，因为在真实燃烧中的条件与极限氧指数的测定条件有些重要方面不相同。例如，真实燃烧常常产生明显的通风换气，这会带走降解产物否则会加强燃烧。第二，真实燃烧中空气的温度可以迅速变得非常高。over-estimate：高估 supplemented:增补,补充; 热，很好氧化性的空气比对有机聚合物更有可能引发实质损害。人为使用

10、低温度减少LOI测量中的表面燃烧，因此可以在燃烧条件下高估给定聚合物的安全性。因为LOI测量的这些极限数据需要由其它测试方法进行补充。sought:seek的过去式 mutually incompatible：相互矛盾 evolution ： (气体的) 放出根据聚合物的燃烧行为在聚合物中寻找最重要的事就是减少火焰。可是对于一定的应用，寻求减少烟气释放，但这两个目标倾向于相互矛盾。由燃烧过程效率下降就会带来火焰的减少。penalty：处罚 evolution ： (气体的) 放出 accidental:偶然的无效燃烧的坏处是产生的烟气增加。与此相似放出烟气减少可以由任何偶然燃烧的效率增加而造成

11、的；即，增加了火焰。incorporation：合并，加入 conferon：给予assist with ：有助于 retardancy：阻止火焰的减少可由在聚合物中加入火焰阻碍剂完成。有两种可能的手段来达到，可以是在加工阶段使用添加剂混合进入聚合物（添加型）或使用替代性单体，它能在最终的产物中给予火焰减少的性能（反应型）。大量的物质，一般自然界的无机物，可以被用作添加型火焰阻碍剂，其中水合氧化铝和氧化锑是最重要的。interfere with：妨害,干扰 thermal conductivity ：热传导 the rate and extent：速度和范围火焰阻碍剂干扰一个或多个自我维持燃烧

12、过程的必需步骤。例如良好热传导的无机物可以改善从聚合物中热传导的速率。这会减小接近点火源的表面局部温度，反过来减少聚合物内部发生的降解反应的速度和范围。metal borates：金属硼酸盐 impervious glassy layer ：不可渗透的玻璃状层 hydrogen halide :HCl halogen gas :卤素气体一定玻璃状固体的使用，如金属硼酸盐，可以导致不可渗透的玻璃状层的形成，它防止挥发物传递出燃烧区域。最终氯化物和溴化物添加剂的加入可以在挥发物中提供相当数量的氯化氢或卤素气体，因此在燃烧区域淬灭气相的氧化反应。refers to：涉及 this：指代前面比较的结果

13、：指代前面比较的结果为达到较小的燃烧级别聚合物使用的是所谓的锑-卤素协同作用。协同作用涉及下列情况，其中加合作用大于个别作用的效果并且在锑-卤素协同作用中，这意味着比单独加入每种物质的用量更小。evolve：放出锑-卤素协同作用据信如下：I.聚合物，在燃烧条件下，开始放出HCl或II. HCl或III . 经历自反应产生flame extinction time：火焰熄灭时间 minimum：最小值锑-卤素协同作用的这个作用机理有很好的实验证据，最有意文的是对于含有锑和卤素摩尔比1：3的聚合物火焰熄灭时间是一个最小值。Weathering:耐候性 ultraviolet light:紫外光耐候

14、性是个宽泛的术语，它被用于暴露在户外的聚合物所发生的变化。耐候性的主要介质是阳光（尤其是紫外线），温度、热循环，各种形式的湿气和风。主要的降解由紫外光带来，辅助于电磁光谱中可见光和近红外辐射部分。特别是，近红外辐射通过升高温度来加速降解反应。and ：后省略了toboth seasonally and geographically:即随季节性也随地理性耐候性涉及的所有的因素，包括阳光的强度和量，即随季节性也随地理性发生变化。为了完整和预见性的理解任一聚合物的耐候性行为必需精确知道关于这些因素怎样变化和它们对整个降解过程的贡献的信息。experienced:经受的在地球表面聚合物经受太阳辐射有两

15、种成份，来自于太阳的直接辐射和从天空中间接的辐射。地球所有的表面，中午的太阳辐射最高，此时太阳在天空中最高。虽然实际的强度随地域不同而变。这不仅是由于直射阳光的量发生地域性变化，而且是因为空气的清澈度也随地理性变化，信赖于水蒸气的量或局部出现的污染气体。世界上太阳辐射很强的一个区域是banks of rack:架子的边坡Inclined:倾向于 subjectively:客观的典型的固定聚合物或油漆试样的架子的坡板倾斜成 ，暴露在阳光下几个月或甚至几年。能达到的光降解程度常常是客观变化的，基于这样一种理解，聚合物样品能在peroxy radicals：过氧自由基只有阳光不会造成聚合物降解；过程

16、中氧气的存在会帮助光氧化能够发生。在阳光辐射下氧气能以许多方式促进聚合物的降解。在聚合物中由光化学形成的自由基能与氧反应形成过氧自由基，它引发一系列的自由基链式反应。excited state：激发态 deterioration：恶化,变坏;退化 这些过程靠与氧的反应在基态发生。可是，基态氧与光敏剂的反应，如在激发态下的染料，引起激发态氧的形成。根据电子自旋状态，这使从反应性低的三重氧产生了更多的反应性单线态氧。单线态氧会促使不饱和聚合物材料如天然橡胶和合成弹性体在阳光下降解。alone:单独 rutile:金红石 涉及到暴露在户外应用的聚合物很少单独使用但是常常加入填料或被染色。染料或填料自

17、身可以影响光氧化降解。例如二氧化钛的金红石形式对于聚合物和油漆二者是使用最广泛的白色染料并且它即可以助推也可以阻止降解。二氧化钛可以助推降解因为它作用如同一种光敏剂。这由如下机理进行。singlet:单(谱)线,单线态因此产生活性的单线态分子氧或氧原子，它们中的任何一个都可以引发自由基链式过程从而导致降解。Alternatively：二者选一predominates:优势另外因为一定程度上它即可以反射白光又可以吸收紫外线，它可以阻止光降解。这两种可能中哪一个占优势信赖于所用二氧化钛的浓度、表面处理的性质和聚合物自身的范围是否抵抗光降解等一系列因素。be stressed：强调 cooperat

18、ive：合作的聚合物耐候性的测试是不同的。除了暴露在天然具有高太阳辐射的地方，如artificial weathering ：人造耐候性comprise：包含涉及暴露在户外从人造耐候性测试中获得相关结果存在很大困难。部分问题是不可能完全模拟出太阳辐射。太阳辐射包含一股光波，强度根据波长发生变化。人工耐候性用的灯光不能完全再现光谱宽度和强度变化，虽然具备基本必需的热、紫外光和湿度。incident：易发生的;伴随而来的Interpretation：解释;阐明 care and experience：用心和经验 substitute：替代品测试中另一个困难是把样品暴露在一个象additives：添

19、加剂很多添加剂可以加入聚合物中用作抗氧化剂。表8.2列出了可选择的添加剂和与它们最适合的聚合物名称。彻底的;详尽无疑的 ，消耗的 interfering with :干扰与此同时在表8.2中列出的化合物并不详尽确实代表了抗氧剂的主要种类。从这个表中一个表显的特点是这些抗氧剂在很多不同聚合物中都是有效的，这表明它们起作用靠得是干扰光氧化过程的介质，而不是靠与特定聚合物的具体相互反应。In doing so：靠这种作法 compete with ：与竞争 appropriate：适当的,恰当的,相称的hydrogen-donating:可提供H的抗氧化作用的一般机理是与过氧化自由基反应。靠这种作法

20、它们与聚合物竞争，因此减少由过氧化自由基引起降解的范围。在适当的可提供H的抗氧剂的存在下过氧化自由基经历两个增长步骤中的一个。substituted phenols:取代的苯secondary aromatic amines. :第二芳族的胺反应8.1是速率常数比反应8.2式的要大，这意味着这种类型的抗氧剂只要很低的浓度就能达到很好的效果。一个典型的热塑性塑料仅含有这样抗氧剂。以这种作用机理的典型化合物包括取代的苯和第二芳族的胺。radical trapping:自由基捕捉剂添加剂可以保护聚合物不发生光氧化的另一个机理是自由基捕捉。以这种机理作用的添加剂是严格意义上的光稳定剂而不是抗氧化剂。这

21、种最普通的物质是受阻胺，它常作为保护聚乙烯和聚丙烯的添加剂。这种稳定剂的作用在反应式8.3-8.5中列出。consume:消耗因此这种添加剂能够捕捉烷基和过氧化自由基。用这种方法它们干扰降解过程的增长步骤。因此整个砂酰自由基在这个机理中并不消耗在聚合物中添加剂在很低的浓度下就十分有效。decomposer:分解剂 fragmentating：分裂hydroperoxide：过氧化氢这是主句抗氧剂最终可能的作用方式是作为一个过氧化自由基分解剂。在一系列导致聚合物的光降解过程中过氧化氢分裂产生自由基是重要的步骤。如果这一步骤因为过氧化自由基经历另一个分解过程被干扰，引发降解的主要来源v被去除了。e

22、xpansion：扩展;扩张;膨胀 the valence state：价态作用于分解过氧化氢基团的添加剂包括含有二价硫或三价磷的化合物。机理涉及到为了接纳氧元素价态的增加，如反应式8.6和8.7中所示。synergistic：协同的 convertinto：转变为 poly (alkenes), ：聚烯烃依据所用硫化物和磷化物的性质，产物可以经历与toxicity:毒性impart：给予depletes ：用尽除了对聚合物稳定性有效之外，用作抗氧剂的化合物必须满足许多要求。例如，它们必须低毒且价格低廉。它们也必须与所选聚合物充分相容因为不相容使之倾向于向表面迁移，在表面它们一无是处（给予一个

23、不能接受的表现）。任何这样的迁移也耗尽本体中的浓度导致失去对聚合物的保护。resistant to：抑制 can be conferred by ：获得通用聚合物有聚烯烃、聚乙烯和聚丙烯，它们具有极大的抗生物降解性。一定程度的生物降解能力能由主单体与极性单体共聚获得，如酯类。do not fully degrade：不完全降解since：由于 a finely divided powder：良好分散的粉末 debris：残渣obtrusive：伤害另外，能使用聚烯烃与高度生物降解的聚合物如淀粉共聚，这种物质不会完全降解因为聚烯烃能抵抗这种降解。可是，降解的产物倾向于是一种良好分散的粉未，而不是

24、大块的聚合物残渣，这可以降低对环境的伤害。microorganisms ：微生物susceptible：敏感的 biological attack:生物进攻合成聚酯是能被微生物聚解的，带有脂肪族主链比带芳香族主链的的聚酯对这种降解更为敏感。低摩尔质量的聚酰胺也可以被微生物降解，但商用聚酰胺，尼龙，倾向于摩尔质量太大，因此几乎完全能够抵抗生物的攻击。metabolised:新陈代谢polar substituents：极性取代基 preferably：最好是biodegradable packaging：生物可降解的包装另一方面存在能够被降解的聚合物，一般以一种可控的方式，产生低摩尔质量的分子，

25、它能被活的生物安全的代谢掉。这种聚合物需要相对极性的取代基，最好是酯和羟基。一种成功达到这一技术的聚合物，例如作为生物可降解包装的材料，是binds to：粘合analogue：类似物生物降解是一个酶催化的过程，典型的发生步骤有两个。第一个步骤，酶粘合到聚合物上，之后，第二个步骤，发生水解分裂.一般，聚合物的亲水性越大，水解的敏感性越高。amorphous：非结晶的，无定形的discrete inclusion bodies：分离的包含体在自然界中，存在几种酶的来源能催化PHB的水解。聚合物自身是被细菌合成出的并且作为分离的包含体在细胞中出现。secreting：分泌这些包含体中含有降解聚合物

26、所必需的酶，防止它在细胞中的构建。此外，存在大量的细菌和真菌，其中许多在土壤中也有发现，它能在它们的细胞壁外分泌出酶，因此引发PHB降解。degradable sutures：可降解缝合线 isomers：同分异构体monomeric fragments：单体的碎片 transported away ：传输走reactive hydroxy radical HO.,:活性羟基自由基 phagocytosing ：噬菌体细胞 macrophages：宏观噬菌体PHB在土壤中，降解是酶催化的，但酶催化途径并非降解机理的全部内容。活性羟基自由基，它可以由宏观噬菌体和噬菌体细胞的活性反应的副产物生产，

27、在实验中显示出引起聚as diverse as：与一样多种多样 medicine, agriculture, and pharmacy：医学、农学、药学 in the years ahead:在今后的数年中objections：反对的理由生物降解聚合物在未来很有可能成为重要的不断增加的材料，发现在多种多样的领域如医学、农学、药学等有所应用。对于象包装这样的应用，它们仍然太昂贵。可是，随着公众对环境污染的态度的改变，有可能基于单纯出自费用的反对将减少，并且这种应用将在今后数年中不断增长。undesirable ：不希望的 positive：积极的，肯定的as readily degraded b

28、y light as possible:尽可能的容易降解这一章的前期部分曾经认为聚合物的降解是不希望的，在很大范围中这是正确的。可是，在两个相关技术领域中，Lithographic plates：印刷版 对光敏感的聚合物用于印刷已经有许多年。以聚合物膜为基质的印刷版用于印制报纸与杂志。image:图像image bearing film ：负载影像的薄膜 is taken up ：被吸收，uptake：摄取这些聚合物膜暴光并显影形成被印制和文本的影象。油墨被施加在负载影像的薄膜上并且因为暴光引起的对油墨的亲和力不同油墨被敏感的印板吸收。这种选择性吸收的油墨就会在被应用的纸张上形成影像。 microchips ：微型板components of integrated circuits. ：集成电路板的元件 random access memory chips ：随机存取记忆片与此技术相关的是影形成集成电路板的元件。聚合物的光降解也