臭氧引起的降解
正常情况下,当其他的氧化、老化过程非常慢,聚合物可以在相当长的时期内保持自身的特性,而大气中的臭氧则可诱发聚合物的降解。大气中存在的臭氧,即使很低的浓度,也将显著地加速聚合材料的老化。饱和聚合物的这一过程伴随着大量的含氧化合物的形成,并改变分子的质量、破坏材料的机械和导电性能。暴露在臭氧环境中的聚合物将迅速地相继形成大量含有羰基和基于脂肪脂、酮类和内脂以及带有苯乙烯键的芳香羰基的不饱和羰基产物。此前,随着时间和浓度,逐渐形成更多的醚类、羟基和乙烯基作为终端的产物。臭氧与聚合物产生这些反应,与主链上含有含C C键、苯环或饱和烃键有关。这一反应过程中,双极离子或过氧自由基等不稳定介质能引发异构或降解,从而导致高分子的分解。在这种外部环境的影响下,臭氧的氧化速率和聚合物链上氢原子的转移速率均有所增加。这是由于反应中心的杂化轨道从sp3变到了sp2。聚乙烯醇(PVAL)的乙醇基在臭氧的氧化作用下形成酮基,并依次成为酮烯醇互变异构现象的源头,在臭氧的进一步攻击下导致链无规则断裂,从而产生断链作用。PVAL形成了强大的氢键与臭氧的联合体,其交互作用的能量达到47.3 kJ/mol,可以慢慢通过臭氧的氧化而降解。红外光谱的分析表明,最终产品是低聚物主链上带有大量酮基和羧基作为终端的PVAL低聚物。