Полиэтилен влияние дозы облучения

Полиэтилен низкого давления обладает наибольшей плотно стью (0,96), степенью кристалличности (до 95%), относительной жесткостью (4), температурой размягчения (127°), прочностью на разрыв (300 кГ/см ), стойкостью к истиранию и наименьшим удлинением (25%) и удельной ударной вязкостью. Облучение одной и той же дозой энергии оказывает на него меньшее влияние, чем на полиэтилен высокого давления. [c.229]

Рис. III. 4. Влияние температуры на степень прививки стирола к полиэтилену при облучении (общая доза облучения 15,5 Мрад)

Рис. III. 3. Влияние дозы облучения на степень прививки стирола к полиэтилену при 22° С

Ядерные излучения используют для получения новых веществ, для улучшения свойств полимеров и т. д. Большой интерес представляет изменение свойств различных материалов под влиянием этих облучений. Например, оказалось, что из предварительно облученного угля легче извлекается частый его спутник германий каучуки вулканизуются без добавок серы полиэтилен становится более устойчивым к нагреванию и органического стекла (см. гл. ХП1) нагреванием и облучением можно получить пенопласт и т. д. Ядерные излучения возбуждают множество цепных реакций. В полупроводниковых кристаллах они увеличивают число различных дефектов, что резко изменяет их свойства, особенно электрофизические. В связи с этим упомянем о чувствительности к излучениям, радиодеталей, применяемых в управляющих и регистрирующих приборах атомных реакторов. Радиолампы меняют параметры незначительно. Полупроводниковые приборы теряют свои свойства уже при малой дозе облучения. Масляные конденсаторы вспучиваются при облучении вследствие разложения масла. Керамические и слюдяные конденсаторы меняют свойства только после длительного облучения. У металлических сопротивлений электрические свойства практически не меняются, а у угольных сопротивление уменьшается. Магнитные свойства силиконового железа, пермаллоя (см. гл. ХИ, 7) и др. ухудшаются. Как видно, электронные приборы можно использовать в полях излучений (в частности и космических) при условии не слишком больших доз облучения и очень осмотрительно. [c.47]

Полимеризация этилена может быть проведена под влиянием -облучения. При дозе облучения 36 мегарентген ст( пень пре-вращения этилена в полимер достигает 12,5% уже при давлении 84 ат. Одновременно с процессом полимеризации под влиянием 7-облучения происходит частичная деструкция образовавшегося полимера с последующим соединением продуктов деструкции в новые макромолекулы преимущественно сетчатой формы. Такой полиэтилен размягчается при более высокой температуре, чем полиэтилен высокого давления, имеет меньшую текучесть в размягченном состоянии и не растворяется даже при нагревании. При более высоких давлениях (100 ат и выше) и обычной температуре, а также при значительно меньших дозах облучения (4,5 мегарентген) можно получить твердый полиэтилен с удовлетворительными механическими свойствами. С пони>кением температуры полимеризации возрастает плотность полиэтилена (до 0,95 г см ) и степень его кристалличности. [c.195]

В облученном полиэтилене заметно увеличивается сопротивление растрескиванию под влиянием длительно действующих нагрузок, поверхностно-активных веществ или остаточных напряжений. Чем ниже степень кристалличности полиэтилена и больше доза облучения, тем выше становится скорость деструкции его по сравнению со скоростью поперечного соединения макромолекул. [c.258]

Показано, что в полиэтилене, так же как и в других полимерах, радиационно-химический выход газов и их состав определяются химическим строением и состоянием полимера, поглощенной дозой излучения и мощностью поглощенной дозы, температурой облучения и другими факторами [9, 10, 14, 35]. В работе [36] указывается на возможность влияния надмолекулярной структуры полимера на радиационное газовыделение и связанные с ним процессы. [c.19]

Сравнительно мало сведений имеется о радиационной прививке винилхлорида на другие полимеры. Под действием у-излучения газообразный мономер прививали на полиэтилен высокой и низкой плотности . Повышенная скорость прививки на полиэтилен низкой плотности обусловлена протеканием процесса преимущественно в аморфных областях. Изучено влияние на кинетику реакиии мощности дозы облучения, температуры, давления паров винилхлорида и толщины пленки облучаемого полимера. Скорость прививки пропорциональна / I —мощность дозы, а = 0,8—0,9) и РР Р —давление паров мономера, В =1,5—1,8) и определяется степенью кристалличности полиэтилена и толщиной пленки. Повышение температуры процесса приводит к снижению начальной скорости прививки. Эффективность прививки можно увеличить, если проводить привитую сополимеризацию в присутствии предварительно активированного у-излучением полимера. Так, на полиэтилен высокого давления прививали два мономера (винилхлорид и этилен), введенные в реакционную систему либо одновременно, либо последовательно, причем винилхлорид брали в количестве, недостаточном для полной дезактивации полимера - . [c.403]

Детально исследовано влияние радиационного облучения на физические свойства полиэтилена 2409-2426 Отмечено, что в результате облучения повышается стойкость полиэтилена к деформации при нагревании, а также к растрескиванию. При этом не происходит ухудшения электрических свойств, прочности и других ценных свойств полиэтилена 9 Например, у полиэтилена типа марлекс-50 прочность на разрыв под влиянием р-об-лучения (доза 50-10 рентген) изменяется от 290 до 320 кГ/см . Более эффективным оказалось у-облучвние. При дозе 10 чЮ рентген прочность на разрыв возрастала до 500 кГ/см , а ори дозе 100-10 рентген — до 585 кГ/см . Установлено, что в результате облучения происходит образование поперечных связей в полиэтилене, способствующее улучшению физико-механических свойств (теплостойкости, эластичности и др.) 24ю. Изучение анизотропных изменений в системе фибриллярных макромолекул с весьма высокой осевой ориентацией в процессе сшивания полимера при воздействии ионизирующего облучения показало, что длина в изотропном состоянии в результате процесса сшивания возрастает с ростом степени сшивания 2 ч. Для расплава получены значительно большие удлинения. При облучении полиэтилена в расплавленном состоянии размеры кристаллитов неограниченно уменьшаются с увеличением дозы облучения Скорость роста сферолитов при равной степени переохлаждения не зависит от дозы облучения температуры плавления полиэтилена (марлекс-50) составляли при облучении дозами О, 20, 40 и и 100 мрентген— 138, 128, 121 и 113° С соответственно 416 Описано влияние радиации на индекс расплава 2417. [c.286]

Влияние условий облучения (вид излучения, мощность поглощенной дозы, температура) на диффузию различных газов в полиэтилен низкой плотности рассмотрено в работе [49]1 Показано, что с ростом мощности поглощенной дозы излучения и температуры диффузия газов увеличивается. По степени проницаемости (в порядке возрастания) газы могут быть расположены в ряд N2—Аг—Не. Проницаемость гелия при этом превышает проницаемость азота в 4 раза. [c.22]

На рис. 45 представлена зависимость концентрации радикалов от дозы для полиэтилена [801. Область / на рисунке соответствует накоплению радикалов в процессе облучения, а область II—изменению сигнала э. п. р. после прекращения облучения Из рис. 45 следует, что в процессе облучения наблюдается уменьшение скорости накопления радикалов и что уменьшение концентрации радикалов после прекращения облучения на воздухе больше, чем в вакууме. Воеводским, Корицким и др. [80] были получены интересные данные о влиянии предварительного облучения на кинетику накопления радикалов в полиэтилене. Так,, установлено, что предварительное облучение в дозе до 100 Мрад не изменяет вида спектра э. п. р. и характера зависимости спектра от температуры. Такое предварительное облучение незначительна влияет на кинетику накопления свободных радикалов при низких температурах однако в области повышенных температур положение существенно изменяется. Так, из рис. 46 следует, чта [c.62]

Под влиянием радиационного воздействия происходит отрыв наиболее лабильных атомов от макромолекул, а затем миграция свободной валентности вдоль макромолекулы до столкновения макрорадикала с другим макрорадикалом и их рекомбинация, в результате которой возникает поперечная связь. Частота поперечных связей зависит от дозы облучения, химического строения полимера и плотности упаковки макромолекул. Конкурирующей реакцией является деструкция. Поэтому поперечное соединение облучением можно применять лишь в тех случаях, когда скорость основного процесса значительно выше скорости деструкции полимера. Таким способом получают сетчатые полиэтилен, полипропилен, полибутадиен, политетрафторэтилен, гетероцепные полиэфиры и полиамиды. [c.204]

Из приведенных в работе [220] данных следует, что при оценке эффективности сенсибилизации по ряду физико-механических характеристик наиболее сильное влияние на степень радиационного структурирования полиэтилена из изученных соединений оказывает аллилметакрилат. При этом радиационно-химический выход сшивок составляет 1,3—1,5, что значительно выше, чем выход для исходного полиэтилена. С ростом поглощенной дозы разрушающее напряжение при растяжении образцов, содержащих сенсибилизирующие добавки, увеличивается значительно быстрее, чем у исходного полимера, причем наибольший эффект достигается при введении аллилметакрилата в полиэтилен высокой плотности. Испытания сенсибилизированного полиэтилена низкой и высокой плотности при температурах выше температуры плавления кристаллитов (115 и 135 °С, соответственно) после облучения до различных поглощенных доз [c.84]

Под влиянием радиоактивного излучения полиизобутилен, в противоположность полиэтилену и полипропилену, разрушается без последующего структурирования, т. е. не образует сетчатого полимера. Молекулярный вес полиизобутилена уменьшается пропорционально увеличению дозы облучения материал превращается в вязкую жидкость (степень полимеризации порядка 7). Каждый разрыв главной цепи полиизобутилена сопровождается образованием двойных связей в макромолекулах и выделением метана. Очевидно, процесс проходит по следующей схеме [c.253]

Следует отметить, что, независимо от степени достоверности тех или иных предложенных механизмов радиационного сшивания полиолефинов, в них не учитываются морфологические особенности полимера. Однако этим не следует пренебрегать, поскольку, несмотря на примерно одинаковые выход водорода и концентрацию образующихся свободных радикалов при равной поглощенной дозе излучения, выход межмолекулярных поперечных связей в полиэтилене, в зависимости от условия его кристаллизации до облучения, может измениться более чем на порядок величины -194 Такое существенное влияние надмолекулярной организации полимера на происходящие в нем радиационно-химические превращения ставит под сомнение одну из основных предпосылок, в явной или неявной форме заложенную в рассмотренные выше теоретические положения процесс сшивания протекает по закону случая (справедливому, безусловно, для первичных процессов взаимодействия излучения с веществом). [c.54]

В работах [329, 330] приведены результаты изучения влияния большого числа различных наполнителей (графита, окислов титана и свинца и т. д.) и их концентрации на механические свойства облученного полиэтилена низкой и высокой плотности. Облучение осуществляли на воздухе потоком электронов с энергией 1 Мэв до доз от 5 до 100 Мрад. Установлено, что наиболее существенное изменение физико-механических свойств происходит в результате введения наполнителей в полиэтилен низкой плотности. Значительное изменение свойств объясняется образованием химических связей между молекулами полимера и поверхностью частиц наполнителя под воздействием излучения. В работе [331] показано, что химическое взаимодействие между наполнителем и полимером может наблюдаться и в процессе приготовления или переработки материала при повышенных температурах еще до начала облучения. В результате анализа ИК-спектров полиэтилена, наполненного двуокисью титана, высказано предположение о химическом взаимодействии наполнителя с полимером с образованием поверхностных соединений типа [c.114]

Рис. 1O3. Влияние температуры fia степень прнвипки стиролг, к полиэтилену ири облучении (общая доза облучения 15,5 Мрад).

В работе [315] приведены результаты исследования влияния металлических наполнителей на процессы, происходящие при облучении полиэтилена низкой плотности. В качестве наполнителей использовали выпускаемые промышленностью порошки железа, никеля, меди, свинца. Наполнители (25 объемн. %) вводили в полиэтилен вальцеванием в течение 25 мин при 120 X. Облучение наполненного полиэтилена осуществляли в вакууме до дозы 100 Мрад. По степени влияния металлов на радиационное газовыделение из полиэтилена их можно расположить в следующий ряд [c.111]

В работах [3, 327] исследовано влияние на свойства облученного полиэтилена различных концентраций окислов металлов (РегОз, ЗпОг и др.), вводившихся в полимер до облучения путем смешения в шнековом смесителе при 150 °С. Обнаружены их сенсибилизирующие свойства в области поглощенных доз, соответствующих началу гелеобразования. Так, в присутствии 1,0 вес. % окиси железа поглощенная доза, соответствующая началу гелеобразования, примерно в 2 раза меньше, чем для ненаполненного полиэтилена. После облучения до 10 Мрад содержание гель-фракции в наполненном полиэтилене составляет 70%, а в ненаполненном 60%. [c.113]

Исследовано влияние температуры, кристалличности полиэтилена и дозы предварительного облучения на степень прививки акрилонитрила к полиэтилену и полипропилену в вакууме . Изучена сополимеризация акрилонитрила с этиленом в присутствии триизобутилбора в растворителе бензин-калоша , под действием уизлучения в толуоле , а также в присутствии металлоорганических комплексов 4>. [c.721]

Некоторые физические эффекты, вызываемые радиационным сшиванием полимеров, уже обсуждались (стр. 179), но в полиэтилене, кроме того, проявляются изменения модуля эластичности ниже точки плавления, плотности, поглощения в инфракрасной области, прозрачности, ядерного магнитного резонанса и плавкости, которые можно объяснить исчезновением при облучении кристаллических областей [В1, В104, С67, С70, 059, Р46, К17, 572]. Исчезновение кристаллических областей связано с тем, что поперечные связи вызывают внутреннее напряжение в материале. При комнатной температуре напряжение мало влияет на кристалличность [С64, 584], но, если нагреть облученный полиэтилен выше температуры плавления кристаллов, а затем вновь охладить, то рекристаллизация затрудняется [ У38, ЛУ45]. Подобные эффекты наблюдаются во время облучения, если оно происходит при температуре, при которой многие из кристаллитов плавятся, например в ядерном реакторе. Эффект выражен тем резче, чем большее число кристаллитов плавится во время облучения [С47]. Другая причина влияния излучения на кристалличность состоит в том, что сшивание, в особенности вызываемое излучением с высокой линейной плотностью ионизации, эффективно разрывает кристаллиты на более мелкие единицы [564, 572]. Одновременно с процессом сшивания из облучаемого полиэтилена идет значительное выделение газа. Газ в основном состоит из водорода. Образование водорода линейно зависит от дозы вплоть до нескольких сот мегарад и в противопо-.ложность сшиванию не зависит от температуры в пределах от —200 до -Ы00° [С65]. Количественные данные приведены в табл. 47. Очевидно, что выход очень близок к выходу водорода из низкомолекулярных насыщенных н-углеводородов (табл. 19, стр. 91). [c.186]

Изучено влияние аминных термостабилизаторов [284] М,М -ди-р-нафтил-п-фенилендиамина (диафена НН), -оксифенил-р-нафтиламина (пара-оксинеозона) и Ы-изо-пpoпил- N -фeнил-n-фeнилeндиaминa (диафена ФП) в концентрации 2 вес. % на эффективность термостабилизации облученного полиэтилена низкой плотности, наполненного 15 объемн. % аэросила, двуокиси титана и литопона. у-Облучение осуществлялось до дозы 100 Мрад. Установлено, что при старении наполненного облученного полиэтилена проявляется защитное действие наполнителей, особенно — литопона. Термостабильность облученного полиэтилена при введении всех соединений повышается и особенно при введении в полиэтилен диафена ФП. [c.96]

По данным Н. А. Бax при облучении н-гептана и изооктана, являющихся низкомолекулярными гомологами полиэтилена, количество образовавщихся перекисей и гидроперекисей пропорционально дозе излучения. Тогда, принимая обычный бимолеку-лярный механизм обрыва растущей цепи, следует ожидать, что скорость прививки под влиянием перекисей и гидроперекисей должна изменяться также пропорционально корню квадратному из дозы излучения. В действительности, как было показано Шапиро , при не слишком больших дозах излучения скорость прививки акрилонитрила к полиэтилену изменяется пропорционально дозе излучения. Подобная закономерность наблюдалась П. Одор и Ф. Гелейн при прививке акриловой кислоты к полипропиленовому волокну. Причину этого явления Шаниро видит в том, что прививка происходит в гетерогенной среде, и вследствие захвата растущей цепи полимером бимолекулярный механизм обрыва подавлен. Скорость других стадий реакции (образование активных центров, рост цепи) при этом не изменяется, поэтому выход привитого сополимера увеличивается. [c.232]