辐照加工-材料改性应用篇

      20 世纪 50 年代初，Charlesby 首先观察到辐射能使聚乙烯交联。之后 Doll 证实了聚乙烯在高能射线作用下能发生交联反应，改变了传统认为高能射线对高分子材料只能起破坏作用的观点，开辟了辐射高分子化学和高分子辐射改性新领域。辐射化工技术不仅高效、节能、环保，还可在室温、无催化剂的情况下引发化学反应。辐射改性后的聚合物，除了呈现出显著的化学稳定性和热稳定性外，还可获得许多新的性能，在耐温性、耐老化、抗腐蚀、阻热、阻燃以及力学强度方面，都得到明显的改善^[1-2]。

△图片来自网络

     辐射化工技术主要是利用⁶⁰Co-γ射线和电子加速器产生的电子射线使高分子材料产生辐射交联、接枝、聚合、降解等反应，利用这些反应可以制备热收缩材料、涂料、超吸水材料、功能膜、高性能电缆、医用硅橡胶管、电池隔膜、橡胶辐射硫化、生物医用材料、新型功能材料（如 PTC）、改性淀粉（纺织和造纸用的浆料）等。这些产品应用在建筑业、家用电器、电子电力、自动化仪表、机电一体化设备、汽车、造船、石化等关系到国民生计的诸多领域，创造了巨大的经济效益和社会效益^[3-4]。

1、辐射交联

通常发生在半结晶聚合物的无定形区，所得产品有记忆功能，并且交联后双键含量明显减少，不仅其耐温性、抗老化性、抗开裂和阻燃性大为改观，使用寿命大大延长，而且其力学性能也大大改善。现已广泛应用于电线电缆材料的交联、橡胶的硫化、发泡材料的制备、热收缩材料的加工以及涂料的固化等。

2、辐射聚合

不使用引发激活剂或催化剂， 聚合产品纯净，其次辐射聚合可在低温或固相条件下进行，可用于制备聚合物单晶材料等。

3、辐射接枝

特点是接枝可发生在任何聚合物和单体之间，不使用引发剂，在接枝过程中有辐射消毒作用， 可广泛应用于医用高分子材料的生产、离子交换膜的制备及纤维的表面改性等。

4、辐射降解

已应用于聚合物材料的再生利用、废料处理及分子质量调节等。

参考文献

[1] 邰文峰，邱岳进，石红，等.γ射线在高分子材料辐射改性中的应用[J].印染助剂,2006,23(7):8-11.

[2] 马涛,刘宇艳,刘少柱, 等.防辐射材料的研究进展[J].高分子通报,2012,(9):81-86.

[3] 李俊青，徐用军，张怀志.γ-射线辐照对碳纤维及其复合材料力学性能的影响[J].合成纤维,2006,11:20-22. 

[4] 赵苗苗,段宇星,苏渤, 等.阻尼材料耐辐照性能研究[J].有机硅材料,2020,34(3):13-16,38.