IL DEGRADO DELLE RESINE ACRILICHE [3]


Il fenomeno della degradazione dei materiali organici consiste nella prosecuzione del processo di essiccamento e indurimento, che porta alla formazione del film polimerico.
La radiazione solare e il calore sono in grado di innescare processi di formazione di specie radicaliche, che danno poi reazioni di estrazione di idrogeno e reticolazione, le quali comportano l’irrigidimento della struttura e la formazione del film.
Col trascorrere del tempo, però, questo processo porta all’invecchiamento e si possono osservare fenomeni di degrado, generati proprio dallo stesso tipo di reazioni. I cambiamenti molecolari che ne derivano influenzano le proprietà fisiche di tali materiali: nel corso del tempo si assiste ad un progressivo ingiallimento delle superfici, ad un aumento della fragilità, alla presenza di creptature e a notevoli variazioni di solubilità .
Il processo di formazione e degrado del film polimerico si basa su reazioni radicaliche a catena, innescate dall’assorbimento di un fotone da parte di un gruppo cromoforo della molecola : l’assorbimento si manifesta col passaggio di energia dal fotone al legame interessato e alle parti vicine. Se la dispersione di questo quanto di energia sui modi vibrazionali possibili non è sufficiente, il legame si scinde generando due specie radicaliche.
I radicali così formati sono in grado di dare reazioni di estrazione di idrogeno e formazione di legami intercatena, ovvero reticolazione. La molecola, però, può anche subire beta-scissione, la quale comporta perdita di materiale a basso peso molecolare che può volatilizzare o rimanere intrappolato nel film come componente mobile plasticizzante. Le reazioni di reticolazione implicano irrigidimento della struttura e aumento della fragilità, mentre la beta-scissione comporta perdite delle proprietà meccaniche.
Alcune differenze si possono riscontrare nel caso in cui l’invecchiamento sia “da interno” o “da esterno”: le condizioni da esterno, ossia l’esposizione ad una radiazione a più alta energia, inducono un numero maggiore di reazioni di scissione che portano ad un degrado più marcato ed, inoltre, non vanno dimenticati i possibili effetti dannosi degli inquinanti atmosferici.

Nella tabella seguente vengono illustrate la reticolazione e la beta-scissione:


Acrilato

Isobutilmetacrilato

reticolazione

reticolazione

beta-scissione

beta-scissione



Gli acrilati, inoltre, possono subire reazioni di idrolisi dei legami esterei, con conseguente rilascio dei gruppi pendenti. Queste sono piccole molecole volatili che vengono dunque rilasciate. Le principali conseguenze di tali reazioni sono la perdita di proprietà meccanice e la perdita di efficienza come protettivi . La formazione di gruppi OH in seguito all' idrolisi , infatti, rende la struttura più polare e quindi meno idrofobica.