聚合物辐照效应
聚合物辐射加工的后效应及其处理课件
O2消耗值, -CH2-CO-OH, CO2, H2O 产生值与结晶度的关系
可见,不论是辐射氧化还是辐 射后氧化均与聚合物的中间相 有关,结晶度越高中间相含量 也越大,俘陷自由基也越多。
Arakawa 等研究,提出如下见解: 1. 氧不能进入结晶区; 2. 俘陷自由基存在于中间相; 3. 氧化仅仅在结晶表面发生; 4. 中间相的自由基,由于受 限于分子运动约束了重合, 因此比稳定型区具有较长 的寿命; 5. 随着结晶度的增加,中间 相含量增大, 在晶面上氧化
三、辐照后热处理导致的后交联及结构转
变
1.辐照后及时热处理导致的自由基衰减与交联度(凝 胶含量)的增长
俘陷自由基的升温衰减和 辐照聚合物的凝胶含量的增长
辐照聚酰胺热处理前后的S+S1/2 与 1/D关系曲线
辐照后热处理前后的G值和结晶度
(1)交联G值;(2)裂解G值
异相成核聚酰胺辐射交联的热处理前后的S+S1/2 与 1/D关系曲线
传播被增强。
五.小分子添加剂对辐射后效应的影响
结
中
浓晶
间
度相
相
无
中
定
间
型
相
相
小分子在结晶聚合物中分布示意图
辐照BMI/PA体系的ΔHm与D的关系曲线
六. 后效应对辐射加工的影响与处理
辐照后效应是一个不稳定过程,后继反应与 结构变化,必然导致辐射加工产品性能的变化和 不稳定,同时对辐照后的再加工有很大影响。
2. 结晶结构和热学行为与热处理
辐照后热处理前后试样的结晶度与辐照剂量
辐照聚合物热处理前后ΔHm,与D关系曲线 辐照聚合物热处理前后Tm与D关系曲线
辐射聚合2010_
制备丙烯酸增稠剂 王殿君等用60Co源 γ射线引发丙 烯酸 源 射线引发丙 烯酸(AA)、 、 聚乙烯醇(PVA)等组成的反相乳液体系进行 聚乙烯醇 等组成的反相乳液体系进行 辐射聚合制备涂料印花增稠剂 。 增稠效果好、抗电解质性能优良。 增稠效果好、抗电解质性能优良。
(4)高吸水性树脂制备
高吸水性树脂是一种吸水能力很强、 高吸水性树脂是一种吸水能力很强、由链状高分 是一种吸水能力很强 子通过新型交联剂或高能辐射线辐射引发聚合而 水凝胶,它具有多功能的三维网孔结构 三维网孔结构, 成水凝胶,它具有多功能的三维网孔结构,不溶 于水但可以通过亲水基的氢键和水结合吸收大量 水而溶胀,现已作为吸水脱水剂、 水而溶胀,现已作为吸水脱水剂、多功能膜和吸 附材料而被广泛应用于石油、洗煤、采矿、造纸、 附材料而被广泛应用于石油、洗煤、采矿、造纸、 制糖、农业、医疗和化学工业。 制糖、农业、医疗和化学工业。 利用钴60γ射线引发聚合,合成了聚丙烯酸钠 60γ射线引发聚合 聚丙烯酸钠、 利用钴60γ射线引发聚合,合成了聚丙烯酸钠、 聚丙烯酸-丙烯腈、聚丙烯酸-醋酸乙烯、 聚丙烯酸-丙烯腈、聚丙烯酸-醋酸乙烯、聚乙烯 醇接枝丙烯酸等几种高分子吸水剂实现了工业化 醇接枝丙烯酸等几种高分子吸水剂实现了工业化 生产。 生产。
如果逸出的电子能量较高,则可能被中性分子捕捉, 如果逸出的电子能量较高,则可能被中性分子捕捉, 生成阴离子自由基, 生成阴离子自由基,或Θ 或 AB + e → AΘ + B · 离解前也可能发生电中和,产生激发态分子, 离解前也可能发生电中和,产生激发态分子,而不 是自由基: 是自由基: AB ⊕· + CDΘ· → AB﹡ + CD ﹡ 2.如果辐射能量吸收不足,初级作用不足以使电子电 如果辐射能量吸收不足, 如果辐射能量吸收不足 离,而只发生电子跃迁,也可使分子处于激发态: 而只发生电子跃迁,也可使分子处于激发态: AB~~~ → AB﹡
辐照的基本概念
辐照的基本概念介绍辐照是一种将物体暴露在辐射源中以改变其原有特性的过程。
辐射源可以是电磁波、粒子束或其他高能粒子,通过与物体相互作用,辐射能够使物质发生物理、化学和生物学上的变化。
辐照在各个领域都有广泛的应用,包括食品工业、医学、材料科学等。
辐照的物理效应辐照的物理效应主要包括能量转移和激发效应。
当辐射与物体相互作用时,一部分能量被吸收或散射,从而导致物体内部的能量增加。
这种能量的转移可以引起物体的热化,甚至引发化学反应。
另一方面,辐射还能够激发物体内部的原子或分子,使其处于激发态。
激发态的物体具有不稳定性,会通过发射光子或电子等方式回到基态,释放出额外的能量。
辐照的化学效应辐照的化学效应主要是指辐射能够引发或促进化学反应的发生。
在辐照的过程中,辐射能量会与物体内部的化学物质相互作用,导致化学键的断裂或形成,并引发新的化学反应。
这种效应在药物研发、聚合物合成和废水处理等领域具有重要应用。
辐照的化学效应在食品工业中也被广泛应用。
通过辐照处理,可以杀灭或抑制食品中的细菌、寄生虫、真菌和酵母等微生物,延长食品的保质期。
此外,辐照还能够降低食品中的致病菌、病毒和过敏原等有害物质的含量,提高食品的安全性和品质。
辐照的生物效应辐照的生物效应是指辐射对生物体产生的影响。
辐射能量能够直接损伤生物体内的细胞和组织,导致DNA的损伤和细胞死亡。
这种直接效应是由于辐射与生物体内部的生物分子相互作用而引起的。
此外,辐射还能够引起间接效应,即辐射与生物体内的水分子相互作用,产生自由基和其他高度反应性物质,进而对细胞和组织产生影响。
由于辐射对生物体的影响,辐照被广泛应用于医学领域。
例如,放射疗法利用辐射杀灭癌细胞,达到治疗癌症的目的。
辐射还可以用于消毒和灭菌,用于医疗器械的消毒和药品的灭菌。
辐照的应用领域食品工业辐照在食品工业中有广泛的应用。
辐照可以杀灭或抑制食品中的细菌、真菌和寄生虫等微生物,降低食品的污染风险。
此外,辐照还能够杀灭食品中的害虫和昆虫,防止其繁殖和传播。
高分子聚合物电子束辐照效应研究的开题报告
高分子聚合物电子束辐照效应研究的开题报告开题报告:高分子聚合物电子束辐照效应研究1. 研究背景和意义高分子材料广泛应用于电子、航空、电力、医药等领域,然而,高分子材料的应用受到其辐射稳定性的限制。
聚合物在受到电子束辐照后会发生一系列物理化学反应,导致其性能的变化,如力学性能的下降、光学性质变化和结构的改变等。
因此,研究高分子聚合物电子束辐照的效应,对于提高其辐射稳定性以及扩大其应用范围具有重要的意义。
2. 研究内容和方法(1)研究内容本研究将选取常见的聚合物材料,如聚丙烯、聚酰胺、聚碳酸酯等,使用电子束辐射技术对其进行辐照,并研究辐照后材料性能的变化。
其中,力学性能、光学性质、结构和失重率等指标将被测量和分析,以探究电子束辐照对高分子材料的影响。
(2)研究方法本研究将使用电子束辐照技术对高分子材料进行辐照处理,在一定剂量范围内对材料进行分组辐照,然后使用力学测试仪、光学仪器和失重率仪等仪器对材料进行性能测试和分析。
同时,采用扫描电子显微镜、X射线衍射仪等分析仪器对材料的结构进行观察和分析。
3. 预期成果本研究的预期成果包括:(1)系统性地研究电子束辐照对高分子聚合物的影响,建立一套辐照稳定性评价体系;(2)结合实验结果和理论分析,探究电子束辐照对材料力学性能、光学性质和结构等特性的影响规律;(3)为高分子材料的应用提供科学依据,指导材料的设计优化;(4)为国家重大科技项目和企业技术创新提供支撑。
4. 研究进度安排(1)第一年:综述电子束辐照技术、高分子材料的基本性质和辐照效应,确定实验计划和方案;(2)第二年:进行高分子材料的辐照实验,获取相应的力学、光学和失重率测试数据,并对数据进行初步分析;(3)第三年:进一步分析实验数据,探究电子束辐照对材料性能的影响规律,较为完善地建立辐射稳定性评价体系,并进行实验结果的论文撰写和发表。
辐射技术在塑料加工中的应用研究进展
辐射技术在塑料加工中的应用研究进展傅垣洪【摘要】辐射技术可以有效地改善塑料的性能,拓展应用领域.其中,辐照交联和辐照接枝是两种最主要的加工技术.从辐照交联和辐照接枝改性两个方面综述了辐射技术在塑料加工中的应用研究进展.我国在此领域的研究虽然取得了一定进展,但距离实际应用还有一定距离.今后应不断加强辐射技术的开发,扩展辐照材料品种,同时加强有关辐照交联和辐照接枝机理的研究,以加快无污染、无公害的辐射技术在塑料加工中的开发和利用.%Radiation technology has been used to improve the properties of plastics and widen its application areas. The research progress to the major radiation technologies,irradiation cross-linking and irradiation graft modification,are reviewed in terms of their application in plastic processing. Although research in this area has received some successes,further exploration is needed in China for practical application. It is suggested to speed up the development of the technology,diversify the categories of irradiation materials,and carry out the study on mechanism of irradiation cross-linking and graft modification,therefore accelerating the development and application of the pollution-free radiation techniques in plastic processing.【期刊名称】《合成树脂及塑料》【年(卷),期】2018(035)002【总页数】6页(P83-87,93)【关键词】辐射技术;塑料加工;辐照交联;辐照接枝【作者】傅垣洪【作者单位】山西大地环境投资控股有限公司,山西省太原市 030001【正文语种】中文【中图分类】TQ325;TQ316.31+3自从将辐射场引入到聚合物加工过程中,聚合物的辐射效应引起了人们的极大兴趣,尤其在塑料加工方面更加引人关注。
电子束辐照对聚合物材料稳定性的影响
电子束辐照对聚合物材料稳定性的影响聚合物材料在各个领域中得到了广泛的应用。
然而,随着科技的不断进步,对聚合物材料的性能和稳定性的要求也越来越高。
而电子束辐照作为一种高能射线辐照方式,对聚合物材料的稳定性具有重要的影响。
本文将探讨电子束辐照对聚合物材料稳定性的影响。
首先,电子束辐照对聚合物材料的物理性能产生显著影响。
电子束辐照能够改变聚合物材料的结晶结构,增加聚合物的晶格常数,从而使材料的力学性能发生变化。
此外,电子束辐照还能够改变聚合物材料的表面性质,使其表面疏水性增强或表面电荷性质发生变化。
因此,电子束辐照可以通过改变聚合物材料的物理性质来提高其性能和稳定性。
其次,电子束辐照对聚合物材料的化学性能也产生重要影响。
电子束辐照能够引起聚合物材料的化学链断裂和交联反应,从而改变其化学结构和性质。
辐照使聚合物材料中的官能团发生改变,导致材料的化学活性发生变化。
同时,电子束辐照还能引起聚合物材料中的氧化反应,使其发生氧化降解,降低材料的稳定性。
因此,电子束辐照对聚合物材料的化学性质具有明显的影响。
此外,电子束辐照对聚合物材料的热稳定性也有一定的影响。
聚合物材料在电子束辐照过程中会发生辐射热解,使其分子量发生变化。
辐射热解会引起聚合物材料的热稳定性降低,导致材料的热性能发生变化。
因此,电子束辐照会影响聚合物材料的热稳定性。
最后,电子束辐照还对聚合物材料的耐候性产生影响。
电子束辐照能够引起聚合物材料中的自由基反应,导致材料中的氧化反应加剧,从而使材料的耐候性降低。
此外,电子束辐照还能够引起聚合物材料中的环境应力开裂,加剧材料的退化和老化现象。
因此,电子束辐照对聚合物材料的耐候性具有显著的影响。
综上所述,电子束辐照对聚合物材料的稳定性具有重要的影响。
电子束辐照可以改变聚合物材料的物理性能、化学性能、热稳定性和耐候性。
因此,在聚合物材料的开发和应用过程中,需要考虑电子束辐照对材料性能的影响,以提高材料的稳定性和性能。
电子束和γ射线对封套用复合膜的辐照效应比较
前言塑料加工交联工艺一般包括化学方法交联工艺和物理方法交联工艺。
其中化学方法交联工艺指在原材料中加入交联改性剂,在挤出高温的作用下进行化学反应,实现分子之间的交联;而物理方法交联工艺指在常温下采用高能射线辐照制好的薄膜,通过能量传递,直接在薄膜中产生自由基或离子,进行交联。
前者容易存在交联剂分散不均和产生局部过聚反应,形成大量凝胶点,电子束和γ射线对封套用复合膜的辐照效应比较矫阳1杨洪军2程安仁1*代培1陆永俊1郭月莹1(1.北京市射线应用研究中心;2.63963部队)摘要:通过采用电子束和γ射线在空气氛围中对封套用复合薄膜进行辐照处理,比较了两种辐照方式下,复合膜的凝胶含量、拉伸强度、伸长率和水蒸气透过量等性能随吸收剂量变化的趋势。
结果表明:在有氧气参与的空气条件下,复合膜两种辐照方式的辐照效应差异较大。
在电子束辐照处理后,复合膜的凝胶含量明显上升、伸长率下降、强度变化不大,说明其反应是以交联为主导;在γ射线辐照处理后,复合膜的凝胶含量较低,强度和伸长率均出现下降,说明复合膜在γ射线辐照时出现了降解;随着辐照吸收剂量增加,γ射线辐照处理的复合膜的水蒸气透过量有增大的趋势,而电子加速器处理的复合膜的水蒸气透过量变化较小,没有明显的变化趋势。
关键词:电子束γ射线辐照交联降解凝胶含量Comparison of irradiation effects of electron beam and γ-ray on composite film for protective cover Yang jiao1Hongjun Yang2Anren Cheng1*Pei Dai1Yongjun Lu1Yueying Guo1(1.Beijing Research Center for Radiation Application;2. No 63963 Army)Abstract:This article compare the irradiation effects of electron beam and γ-ray on composite film for protective cover in air atmosphere. The changes of gel content, tensile strength, elongation and water vaportransmittance of the composite film with absorb dose were studied. The results show that theirradiation effect of the two methods varies greatly under the air condition. With the irradiation ofelectron beam, the gel content increased, the elongation decreased and the strength nearly notchanged, indicated that cross-linking was the dominant reaction. After γ-ray irradiation, the gelcontent is low compared with that of electron beam; strength and elongation decreased, indicating thedegradation of the film. With the increase of absorb dose, the water vapor transmittance of the filmafter γ-ray processing increase. While the water vapor transmittance of the film with electron beamirradiation nearly keep constant.Keywords:electron beam γ-ray irradiation cross-link degradation gel content既影响制膜过程,还影响膜的光学性能和外观,因此采用化学交联工艺进行交联薄膜生产非常困难;而后者则不存在上述问题,故一般采用辐射交联方式生产交联薄膜。
辐照加工热缩产品的原理
辐照加工热缩产品的原理辐照加工热缩产品是利用高能射线(如γ射线、电子束、X射线)对聚合物材料进行辐照处理,使其发生交联反应从而改变材料的性质。
其中热缩产品是利用辐照加工后的聚合物材料在加热条件下产生体积收缩的产品。
辐照加工热缩产品的原理主要包括以下几个方面:1. 辐照交联:辐照加工利用高能射线穿透聚合物材料,使其分子链发生裂解和自由基产生,进而引发交联反应。
这是实现热缩效果的关键步骤。
辐照交联可以使聚合物材料的分子链交联,增强材料的热稳定性、力学性能和耐化学性能。
2. 热缩效应:辐照交联后的聚合物材料,加热时分子链再次运动,使得原本无规则排列的分子链重新排列整齐,从而导致网络结构收缩。
热缩效应也称为热调整效应,是热缩产品完成尺寸调整的原理基础。
3. 环境温度和时间控制:环境温度和加热时间是热缩产品尺寸调整的重要参数。
在环境温度较高的条件下,聚合物材料的分子链活动性更大,相应的热缩效应也会更显著。
同时,加热时间的控制也会影响热缩产品的尺寸调整效果。
辐照加工热缩产品的具体步骤如下:1. 原材料选择:根据产品的要求选择合适的聚合物材料,如聚乙烯、聚氯乙烯等。
2. 辐照交联:将聚合物材料放置在辐照机器中,通过选择合适的辐照源(如γ射线、电子束、X射线)对材料进行辐照处理,以实现聚合物材料的交联。
3. 切割成型:将辐照交联后的聚合物材料切割成所需的形状和尺寸。
切割成型可以利用切割机、切割刀具等设备进行。
4. 热缩调整:将切割成型的聚合物材料置于加热设备中进行加热处理。
在温度升高的条件下,聚合物材料分子链再次运动,导致体积收缩,完成尺寸调整。
5. 冷却固化:经过加热处理后,热缩产品需要进行冷却固化,使其保持新的尺寸和形状。
总之,辐照加工热缩产品利用高能射线进行辐照交联处理,使聚合物材料形成网络结构,然后在加热条件下通过分子链再次运动来实现体积收缩,完成对产品尺寸的调整。
这种方法广泛应用于电子、电力、通信等领域,常见的应用包括绝缘套管、线缆标识管等。
第五章 辐照效应。
第五章辐照效应辐照损伤是指材料受载能粒子轰击后产生的点缺陷和缺陷团及其演化的离位峰、层错、位错环、贫原子区和微空洞以及析出的新相等。
这些缺陷引起材料性能的宏观变化,称为辐照效应。
辐照效应因危及反应堆安全,深受反应堆设计、制造和运行人员的关注,并是反应堆材料研究的重要内容。
辐照效应包含了冶金与辐照的双重影响,即在原有的成分、组织和工艺对材料性能影响的基础上又增加了辐照产生的缺陷影响,所以是一个涉及面比较广的多学科问题。
其理论比较复杂、模型和假设也比较多。
其中有的已得到证实,有的尚处于假设、推论和研究阶段。
虽然试验表明,辐照对材料性能的影响至今还没有确切的定量规律,但辐照效应与辐照损伤间存在的定性趋势对实践仍有较大的指导意义。
5.1 辐照损伤1. 反应堆结构材料的辐照损伤类型反应堆中射线的种类很多,也很强,但对金属材料而言,主要影响来自快中子,而α,β,和γ的影响则较小。
结构材料在反应堆内受中子辐照后主要产生以下几种效应:1) 电离效应:这是指反应堆内产生的带电粒子和快中子撞出的高能离位原子与靶原子轨道上的电子发生碰撞,而使其跳离轨道的电离现象。
从金属键特征可知,电离时原子外层轨道上丢失的电子,很快被金属中共有的电子所补充,所以电离效应对金属性能影响不大。
但对高分子材料,电离破坏了它的分子键,故对其性能变化的影响较大。
2) 嬗变:受撞原子核吸收一个中子变成异质原子的核反应。
即中子被靶核吸收后,生成一个新核并放出质子或α带电粒子。
例如:嬗变反应对含硼控制材料有影响,其它材料因热中子或在低注量下引起的嬗变反应较少,对性能影响不大。
高注量(如:>1023 n/m 2)的快中子对不锈钢影响明显,其组成元素大多都通过(n,α)和(n,p)反应产生He 和H ,产生辐照脆性。
HeLi n B 427310105+→+H N n O 11167168+→+3) 离位效应:碰撞时,若中子传递给原子的能量足够大,原子将脱离点阵节点而留下一个空位。
辐射聚合
M M 2、歧化反应: R m +R n
链终止反应速率常数: kt = kt1 + kt2
链终止反应速率:
vt = kt [RMn· ]2
(3)
用稳态法处理,即在很短时间内自由基生成与消失 速率相等,此时体系中自由基的浓度随时间的变化 可以忽略不计
d [RMn· ] dt =0
(4) (5)
这时vi = vt, 即 vi = kt [RMn· ]2 ,
5)
用一般热化学法难以甚至无法引发聚合的 单体(如全氟丙烯、CO2等)辐射法却能引发其 聚合反应,补充和扩大了可聚合单体的范围。
6)
辐射对单体的作用与温度无关 可在室温 甚至低温下引发聚合反应。
共辐射聚合 (辐照与聚合同时 发生)
1.常温常态聚合 2.低温过冷态聚合 3.晶态固相聚合 (1951 Schmitz 等)
(É ú ³ É ¹ ý Ñ õ » ¯ Î ï )
热引发聚合反应:
(1)链引发
I
k d
2 R
I为引发剂,kd为引发分解速率常数(s-1),R· 为初始 自由基。 vi = 2kd[I]
(1)
R + M
k i
M R
M为单体分子,ki为链引发速率常数, MR· 为单体自由基。
生成自由基反应所需活化能(105 ~ 150 kJ/mol)比生成单 体自由基的活化能(20 ~ 30 kJ/mol)要大得多。
vi = GRD/100NA
(8)
以式(8)代入式(6),可得到辐射引发聚合反应动 力学方程:
vp = kp kt-1/2(GR/100NA)1/2D1/2[M]
(9)
vp ∞ D1/2[M] 聚合反应的速度正比于剂量率的平方根和单体 浓度。(自由基反应机制) vp ∞ D1/2[M] 为离子聚合反应机制 与化学热引发聚合相对应,剂量率也决定着生 成聚合物分子的大小。 为定量表达聚合度与剂量率的关系,先介绍动 力学链长νn与数均聚合度Xn的概念。
考试科目856辐射化学
聚合物的辐照效应(交联、降解、气体生成、氧化、异构化和歧化)、辐射稳定性(保护和敏化);辐射交联的机理、基本概念(交联度、降解度、网络分子量、交联指数、交联系数、溶胶与凝胶);辐射交联的表征与测定方法;辐射交联的影响因素;辐射降解的特征及反应机理;辐射降解的工业化应用。
重点:掌握辐射交联和辐射降解的机理、基本概念;掌握辐射交联的表征与测定方法;熟悉辐射交联的影响因素;了解辐射降解的工业化应用。
射改性的优点、工艺过程、实际应用、现状与发展前景;辐射技术在水凝胶合成、改性及其他生物功能性聚合物、药物慢释放体系(DDS)等生物医用领域中的应用;辐射技术在医疗用品、医用高分子材料、药物的辐射消毒灭菌工艺中的应用;涂层辐射固化技术的机理、特点、应用与工艺;电离辐射技术在复合材料制备、橡胶硫化、食品辐照加工与保藏、水处理、工业三废处理等领域的应用。
重点:熟悉辐射技术在高分子材料辐射改性,纳米新材料、复合材料制备,水处理等领域的应用,掌握辐射技术在各领域实际应用中与传统方法相比具有的特点,结合传统方法和辐射技术各自的优势,充分发挥辐射技术在各领域中的实际应用。
重点:理解电离辐射与物质的相互作用;掌握离子、激发分子和自由基的生成过程,吸收剂量及剂量率的概念。
2、辐射聚合
辐射聚合(自由基聚合、离子聚合)反应机理与动力学;辐射聚合影响因素;聚合机理判别方法;辐射聚合的几种主要方法(气相聚合、固相聚合、乳液聚合和预辐射聚合)的原理和相应典型物质的聚合机理分析。
重点:理解自由基聚合、离子聚合反应机理;熟悉影响聚合的因素;掌握预辐射聚合的原理和后效应。
3、辐射接枝共聚
辐射接枝的表征和测定方法;辐射接枝基本方法(共辐射、预辐射)原理及影响因素;辐射接枝共聚中的自由基引发机理及扩散效应、凝胶效应和链终止途径;辐射接枝共聚实例中接枝机理、影响因素的分析;辐射接枝技术的应用。
_辐照对聚己内酯性能的影响
γ辐照对聚己内酯性能的影响朱光明梁国正狄西岩於秋霞(西北工业大学化工系西安710072)摘要研究了不同分子量的聚己内酯的辐照特性,聚已内酯(PCL)的分子量越大,辐射交联所需的凝胶化剂量越低。
结果表明,溶胶分数 s+ s 与1/D 的关系很好地符合Charlesby-Pinner 关系式,说明 PCL 的辐射交联属于无规交联。
辐射交联对 PCL 的力学性能影响显著,辐射剂量越大,拉伸强度和断裂伸长率下降越多,但分子量较高的 PCL 的抗张强度受辐射剂量的影响较小。
动态力学分析(DMA)分析表明,聚己内酯辐照交联后的弹性模量和耐热性能显著提高。
关键词聚己内酯, 辐射交联, 无规交联中图分类号069在20 世纪,合成高分子材料的发展和广泛应用成为人类物质文明进步的重要标志之一。
与此同时,大量的高分子材料废弃物,由于难以降解,日积月累造成的“白色污染”,也成为危害地球环境的严重公害之一。
随着人类环保意识的不断增强,研究和开发可生物降解的高分子材料成为科技工作者特别是化学工作者所面临的重大挑战之一。
经过人们不断地努力,有许多可生物降解的塑料发展了起来。
概括起来,主要有三类:(1)合成聚合物与天然高分子材料(如淀粉、谷壳等)的共混;(2)天然高分子的改性;(3)合成的可降解脂肪族聚酯等。
其中第一类是科学上的误区,因为降解的仅是混进去的淀粉等天然高分子,而合成聚合物(如聚乙烯等)在淀粉的降解过程中并没有降解,生成的聚乙烯碎片与颗粒不易回收,反而造成合成聚合物用量的增加,产生更多的白色污染。
这种方法还值得科学界认真研究和反思。
第二、第三类是可以真正完全生物降解的高分子材料,其中脂肪族聚酯近年来发展很快,先后合成出了聚羟基丁酸酯(PHB)、聚3-羟基丁酸和3-羟基戊酸共聚物(PHBV)、聚琥珀酸丁二酯(PBS)、聚己内酯(PCL)等。
其中PCL 和其它聚酯相比,降解速率适当,是今后最有前途用于大规模生产可生物降解纤维和薄膜的材料之一[1]。
聚乙烯辐照交联的研究进展-3127.
聚乙烯辐照交联的研究进展来源:数控机床网 作者:数控车床 栏目:行业动态 [摘要] 简要介绍了辐照交联基本反应及原理,评述了在辐照作用下聚乙烯结构尤其是结晶形态的变化,讨论了辐照交联对聚乙烯机械力学性能的影响,并展望了辐照交联聚乙烯研究及应用前景。
关键词 聚乙烯 辐照 交联 结晶 Progress in Study of Crosslinking of Polyethylene by Irradiation Zhang Jianfeng1 Zheng Qiang1 Zheng Caixia1 Yi Xiaosu1、2(1Departmentof Polymer Science and Engineering,Zhejing University)(2NationalKey Laboratorfy of Advanced Composites)[Abstract] The most typical application of irradiation technique in polymeric materials is the crosslinking of polyethylene.The principle of irradiation dealing with the change of polyethylene structure, particularly the change of crystalline morphology is introduced. The effect of crosslinking by irradiation on mechanical properties of polyethylene is alsodiscussed.Keywords polyethylene irradiation crosslinked crystallization1 前言 聚乙烯是一种广泛应用于日常生活及工农业生产中的高分子。
辐照交联热效应带来的影响及工艺改进措施 李启
辐照交联热效应带来的影响及工艺改进措施李启发表时间:2020-03-16T14:41:34.687Z 来源:《电力设备》2019年第20期作者:李启王洪祥柳莉赵三巩清风[导读](特变电工山东鲁能泰山电缆有限公司山东新泰 271200)0 引言[]辐照交联电缆与化学交联电缆产品相比,具备体积电阻系数大、介质损耗小、耐温等级高的特点。
使同样规格的产品载流量大大提高,辐照交联聚乙烯绝缘低烟无卤防水聚烯烃护套电力电缆在火焰自燃情况下产生极少烟雾、获释气体含卤元素,有毒(低毒)。
普遍用作高层建筑、医院、防灾指挥官调度楼、车站和民用机场、候车室、重点文物保护场以及地铁、地下商场或人工密集的公共场所。
电线电缆辐照加工是辐照交联获得耐温等级提高、载流量提升机耐溶剂性提升的关键原因,但是在辐照交联过程中,还有辐照交联反应、辐照再交联反应、电子陷阱、静电效应、热效应等[1] 。
它们是严重影响电线电缆辐照加工质量的关键问题,本文针对辐照交联过程中热效应带来的影响及其改进措施进行分析和改进。
1 辐照热效应机理及带来的危害电线电缆聚合物材料辐射加工所吸收的辐射能,仅仅是一部分用于化学和机构转变上,而大部分辐射能量转化为分子的激发和热。
由于聚合物对热量传递是低效率的,以至于所吸收的能量可导致相当高的温升,特别是对于高剂量的辐照加工,热效应问题要引起特别重视。
热效应的主要危害是温度升高到接近或者达到聚合物的熔点时,在辐照加工传输过程中,产品容易被拉伸变形,而且由于辐照加工中辐照氧化效应而产生的小分子产物如氢、一氧化碳来不及扩散出去而发泡,导致绝缘的破坏。
在实际生产中主要带来的问题由气泡、开裂、鼓包等一系列问题,见图1、图2、图3图1:绝缘气泡图2:绝缘鼓包图3:绝缘脱股2 危害产生原因及工艺改进措施2.1 危害产生原因以上生产过程中出现的问题对产品质量造成了严重的影响,根本原因在于辐照热效应产生的热量带来的温升远远超过了材料的玻璃化转变温度或者结晶熔点,辐照产生的分解产物来不及扩s散而导致的气孔或发泡现象。
超高分子量聚乙烯纤维的γ-射线辐照效应
超高分子量聚乙烯纤维的γ-射线辐照效应
超高分子量聚乙烯纤维的γ射线辐照效应主要表现在以下几个方面:
1. 机械性能变化:γ射线辐照会使超高分子量聚乙烯纤维的拉伸强度和模量增大,但同时也会导致其断裂伸长率和抗冲击性下降。
2. 热性能变化:γ射线辐照会使超高分子量聚乙烯纤维的熔点降低,热稳定性也会受到影响。
3. 光学性能变化:γ射线辐照会使超高分子量聚乙烯纤维的透明度下降。
4. 结构变化:γ射线辐照会使超高分子量聚乙烯纤维的晶体结构发生改变,晶格结构略微松散,晶粒尺寸也会增大。
因此,超高分子量聚乙烯纤维的γ射线辐照效应需要在具体应用中进行综合考虑,选择合理的辐照剂量和辐照方式,以满足所需的物理和化学性能要求。
研究紫外线辐射对聚合物材料性能的影响
研究紫外线辐射对聚合物材料性能的影响随着聚合物材料的广泛应用,人们对聚合物材料的特性和性能有着更深入的了解,其中紫外线辐射对聚合物材料性能的影响备受关注。
在日常生活中,我们经常能够感受到紫外线辐射的影响,例如太阳的紫外线辐射会对人的皮肤产生影响,同样,紫外线辐射也会对聚合物材料的性能产生影响。
首先,聚合物材料的化学结构和紫外线辐射的影响有着密切的关系。
聚合物材料中的官能团对紫外线的敏感性和吸收性都有着不同的影响。
例如,芳香族聚酰亚胺和环氧树脂等材料中含有的苯环、吡咯烷环等官能团,具有很好的光学和磁学性能,但它们对紫外线的敏感性较高,容易受到紫外线的破坏。
聚乙烯等材料的分子结构比较简单,不含芳香族和吡咯烷等官能团,因此对紫外线的敏感性较低。
理解聚合物材料的化学结构也有助于我们更好地理解其性能的变化规律。
其次,紫外线辐射对聚合物材料的影响是多方面的。
紫外线辐射可以改变聚合物材料的化学结构,导致聚合物材料的物理性质发生变化,从而影响聚合物材料的性能。
例如,在汽车生产中,经常使用防腐涂料对汽车进行防腐处理。
但在使用过程中,紫外线辐射会使得聚合物材料中的镀层耐候性逐渐降低,失去原有的防腐能力。
同样,长期暴露在紫外线下的聚合物材料,可能会发生劣化和老化现象,导致强度、韧性等物理性质发生变化。
再次,对于聚合物材料的生产和加工过程,我们也需要考虑紫外线辐射的影响。
在生产和加工过程中,紫外线辐射可能会引起过氧化反应,从而导致聚合物材料的分子量降低、水解、氧化等现象。
因此,加工人员需要采取措施,减小紫外线辐射的影响,以保证聚合物材料的质量和性能。
例如,在加工厂内部需要采取遮阳措施,或者在聚合物材料中添加紫外线吸收剂等助剂。
总之,聚合物材料的性能与其化学结构密切相关,其中紫外线辐射对聚合物材料性能的影响是不可忽视的。
我们需要更加深入地研究聚合物材料的化学结构和紫外线辐射的关系,探讨聚合物材料的性能变化规律,为生产和应用提供更好的支持。
聚丙撑碳酸酯的辐射效应
C — O)一 H。它是 一 种典 型 的非 晶聚合 物 [ , O 3 具有 较好 的物 理 机械性 能 [ 。由于酯基 的存在 使 得 P C ] 4 ] P 具有 一定 的生 物 降解 能力 。Nsia等 [利 用 清 除 区法测 定 了不 同环 境 下 的生 物降解 能力 。 现在 特定 i d h 5 ] 发 的环 境下 微生 物能 使 13氧桥 -一 发生 降解 。由于 P C不会 在使 用 后造 成 白色污 染 。 以近年 来 在 医 ,一 2酮 P 所 用材 料领域 发展 迅速 。但是 目前 常用 方 法难 以对 P C实 施 消毒 , 环 氧 乙烷 熏 蒸 消毒 法 有 致 癌 的残 留 P 如 物 ; 温水蒸 气 消毒 时易 引起 P C制 品变形 ( 高 P 因为 P C的 只有 3 c 右 ) P 2c左 。辐射 消毒灭 菌 不会 带 来 污染 , 亦无 不 良的副 作用 。 迄 今为 止 , 于 P C的辐 射 响应 行 为 的公 开报 道几 乎 没有 。 但 关 P 因此开 展 P C P
辐 照 3 、0、0 10和 2 0k y 0 5 8 、0 0 G 。
1 3 分 子量 测定 .
采用粘度法 , 其特性粘度采用一点法测定 ( %苯溶液 ,5c ) 61 3 : c
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20 -62 0 60 -9收稿 ,0 60 -6修 回 2 0 -90 长春市科技基金资助项 目( 5 G 7 0G 5) 通讯联 系人 : 邓鹏飓 , 副研究员 ;E m i d yn@ca.lc ; 男, - al pag i j_n 研究方 向 : : c 聚合物 辐射效 应
材料 在 制备样 品前均 在 3 c真 空干 燥 4 , 后 在平板 硫 化机 上 于 10 o 压 成 片 , 5c 8h 然 4 C模 厚度 分 别 为 0 3 10和 2 0 m . 、. . m。辐照 规定 剂量后 , 成 哑 铃 型样 片 , 于 力 学 性 能测 试 。将 样 品 放入 聚 乙烯 袋 中 , 切 用 用 封 E机 密封 限氧 。 别放 在剂 量率 为 3 9G / l 分 . y s的 C -0源和 剂 量率 为 6 4 k y mi o6 . G / n的电子 加 速 器 中
PET/PC共混物的辐射效应研究
PET/PC共混物的辐射效应研究
付中华;毛欣根
【期刊名称】《辐射研究与辐射工艺学报》
【年(卷),期】1995(013)003
【摘要】研究了经溶液共混制备的聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚碳酸酯(PET/PC)共混物的辐射效应。
结果表明:PET/PC共混物在辐照过程中未发生酯交换反应和交联反应,但有降解反应发生。
在研究的剂量范围内,辐照对PET/PC共混物中PET和PC的晶体形态影响不明显。
【总页数】6页(P150-155)
【作者】付中华;毛欣根
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O632.33
【相关文献】
1.PETG/PC共混物的制备及结构性能研究 [J], 张雨;丁雪佳;郭甜甜;周克斌;韩海军;张丽娟
2.三元乙丙橡胶增韧PET/PC共混物的研究 [J], 杨海东;孙树林
3.液晶聚合物增强PC/PET共混物挤出片材的性能研究 [J], 冯建民;李忠明
4.含PC链段的嵌段液晶共聚物增容PC—PET/PHB共混体系的研究 [J], 王霞瑜
5.含PC链段的嵌段液晶共聚物增容PC-PET/PHB共混体系的研究 [J], 王霞瑜; 张海良
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辐照效应(radiation effects)
固体材料在中子,离子或电子以及γ射线辐照下所产生的一切现象。
辐照会改变材料的微观结构,导致宏观尺寸和多种性质的变化,对核能技术或空间技术中使用的材料是个重要问题。
在晶体中,辐照产生的各种缺陷一般称为辐照损伤。
对于多数材料而言,主要是离位损伤。
入射离子与材料中的原子核碰撞,一部分能量转换为靶原子的反冲动能,当此动能超过点阵位置的束缚能时,原子便可离位。
最简单的辐照缺陷是孤立的点缺陷,如在金属中的弗仑克尔缺陷对(由一个点阵空位和一个间隙原子组成)。
级联碰撞条件下,在约10 nm 直径的体积内产生数百个空位和数百个间隙原子。
若温度许可,间隙原子和空位可以彼此复合,或扩散到位错、晶界或表面等处而湮没,也可聚集成团或形成位错环。
一般地说,电子或质子照射产生孤立的点缺陷。
而中等能量
(10-100KeV)的重离子容易形成空位团及位错环,而中子产生的是两种缺陷兼有。
当材料在较高温度受大剂量辐照时,离位损伤导致肿胀,长大等宏观变化。
肿胀是由于体内均匀产生的空位和间隙原子流向某些漏(如位错)处的量不平衡所致,位错吸收间隙原子比空位多,过剩的空位聚成微孔洞,造成体积胀大而密度降低。
辐照长大只有尺寸改变而无体积变化,仅在各向异性显著的材料中,由于形成位错环的择优取向而造成。
离位损伤造成的种种微观缺陷显然会导致材料力学性能变化,如辐照硬化、脆化以及辐照蠕变等。
辐照缺陷还引起增强扩散,并促使一系列由扩散控制或影响的过程加速进行,诸如溶解,
沉淀,偏聚等,并往往导致非平衡态的实现。
对于某些材料如高分子聚合物,陶瓷或硅酸盐等,另一类损伤,即电离损伤也很重要。
入射粒子的另一部分能量转移给材料中的电子,使之激发或电离。
这部分能量可导致健的断裂和辐照分解,相应的引起材料强度丧失,介电击穿强度下降等现象。
结构材料中子辐照后主要产生的效应
·1)电离效应:指反应堆中产生的带电粒子和快中子与材料中的原子相碰撞,产生高能离位原子,高能的离位原子与靶原子轨道上的电子发生碰撞,使电子跳离轨道,产生电离的现象。
从金属键特征可知,电离时原子外层轨道上丢失的电子,很快就会被金属中共有的电子所补充,因此电离效应对金属材料的性能影响不大。
但对高分子材料会产生较大影响,因为电离破坏了它的分子键。
2)离位效应:中子与材料中的原子相碰撞,碰撞时如果传递给阵点原子的能量超过某一最低阈能,这个原子就可能离开它在点阵中的正常位置,在点阵中留下空位。
当这个原子的能量在多次碰撞中降到不能再引起另一个阵点原子位移时,该原子会停留在间隙中成为一个间隙原子。
这就是辐照产生的缺陷。
3)嬗变:即受撞的原子核吸收一个中子,变成一个异质原子的核反应。
中子与材料产生的核反应(n,α),(n,p)生成的氦气会迁移到缺陷里,促使形成空洞,造成氦脆。
4)离位峰中的相变:有序合金在辐照时转变为无序相或非晶态。
这是在高能中子辐照下,产生离位峰,随后又快速冷却的结果。
无序
或非晶态被局部淬火保留了下来,随着注量增加,这种区域逐渐扩大,直到整个样品成为无序或非晶态。
增敏剂增敏剂又称增感剂,其作用可使交联反应中的非链式反应转变为链式反应,增大交联反应的比例,从而降低降解反应的比例,提高反应的G值,并可适当降低交联剂的用量。
敏化剂敏化剂的作用是加速辐射交联反应,其工作原理为进行能量传递,以有效地利用辐射能,从而降低辐射剂量,达到节能目的。
敏化剂本身一般不参加反应,或参加反应而不成为交联网路的组成部分。