Ионизирующие излучения воздействие на полимер

Действие ионизирующего излучения на полимеры, в отличие от воздействия на другие твердые тела, например на ионные кристаллы, в которых при облучении обычно происходят радиационные повреждения, часто приводит к улучшению их свойств. [c.196]

Один из первичных эффектов воздействия ионизирующего излучения на полимеры — это образование свободных радикалов. Хотя свободные радикалы очень активны, было доказано, что они могут оказаться захваченными на очень долгие промежутки времени (несколько дней или даже месяцев) вязкой средой, какую представляет собой полимер при температуре ниже температуры стеклования. Если полимер имеет кристаллическую фазу, свободные радикалы, образовавшиеся в ней в результате облучения, захвачены еще сильнее, поскольку сегменты полимера с упорядоченной структурой обладают еще меньшей подвижностью. Но и в захваченном состоянии радикалы остаются очень активными, и при условии диффузии мономера к активным центрам полимера они могут инициировать привитую сополимеризацию [27, 32, 43, 304]. Если при облучении в системе присутствует воздух или кислород, образуются, как уже указывалось, перекисные соединения. [c.61]

В результате воздействия ионизирующих излучений на полимеры происходит отщепление водорода, образование двойных связей, отщепление низщих углеводородов, деградация, образование пространственных структур и т. п. Изменения химической структуры приводят к изменениям механических и физических свойств облученных высокомолекулярных соединений. В зависимости от изменений, которые вызывает излучение в полимерах, последние можно разделить на-две группы . [c.91]

Воздействие ионизирующих излучений на полимеры в последнее время служит предметом интересных исследований. Наиболее детально изучен в этом отношении полиэтилен [13]. Установлено, что облучение полиэтилена приводит к образованию поперечных связей между молекулами полимера (сшивание) и к появлению двойных связей, а также к разрыву полимерных молекул (деструкция). Эти процессы сопровождаются выделением газов, из которых 96% составляет водород, а остальную часть — углеводороды преимущественно с низким молекулярным весом. [c.299]

Стабилизаторы. Эти вещества служат для защиты полимерных материалов от деструкции, вызываемой действием окислителей, света, ионизирующего излучения, механическими воздействиями и др. Их вводят в полимер в небольших количествах для длительного сохранения его потребительских свойств. Ассортимент стабилизаторов полимерных материалов насчитывает около 2000 веществ, являющихся большей частью органическими соединениями. [c.10]

Деструкция, являясь одним из видов старения полимеров, — довольно распространенная реакция в химии высокомолекулярных соединений. Она может играть как положительную роль (например, для установления строения полимеров, получения некоторых индивидуальных веществ из природных полимеров аминокислот из белков, глюкозы из крахмала и целлюлозы и т. д.), так и отрицательную. Являясь необратимой химической реакцией, деструкция приводит к нежелательным изменениям в структуре полимеров при их эксплуатации. Это необходимо учитывать при использовании полимерных материалов в строительстве, когда они подвергаются многим неизбежным отрицательным воздействиям. Факторы, приводящие к деструкции полимеров, можно разделить на физические (тепло, свет, ионизирующее излучение, механическая энергия и др.) и химические (гидролиз, алкоголиз, окисление и т. д.). [c.409]

Радиационная химия. Достаточно сильное воздействие на молекулы реагирующих веществ оказывают ядерные излучения (у-излу-чение, поток нейтронов и др.) их химическое действие изучается в радиационной химии. Ядерные излучения можно использовать для улучшения свойств полимеров, для вулканизации каучуков без добавок серы и т. п. Под действием ионизирующих излучений кислород превращается в озон, алмаз — в графит, SO2 в присутствии кислорода — в SO3 и т. п. [c.125]

Таким образом, световое и ионизирующее излучения активно воздействуют на полимеры, приводя к развитию в них ряда химических превращений, которые сильно изменяют физические и механические свойства полимеров. В углеводородных полимерах происходит отрыв атомов водорода от молекулярных цепей полимера, образование в них свободных радикалов. В дальнейшем [c.248]

Радиационно-химические реакции. Достаточно сильное воздействие на молекулы реагирующих веществ оказывают ионизирующие излучения (7-излучение, поток нейтронов и т. д.), их химическое действие изучается в радиационной химии. На базе исследований радиационно-химических реакций возникла радиационно-химическая технология, достоинством которой является высокая скорость реакций при сравнительно низких давлениях и температурах, возможность получения материалов высокой чистоты и др. К наиболее важным процессам радиационнохимической технологии относятся полимеризация мономеров, вулканизация каучука без серы, сшивание полимеров, улучшение свойств полупроводников, очистка вредных газовых выбросов и сточных вод и др. [c.121]

Деструкция полимеров может протекать под действием химических агентов (воды, кислот, спиртов, кислорода и т. д.) или под влиянием физических воздействий (тепла, света, ионизирующего излучения, механической энергии и т. д.). [c.264]

Деструкция полимеров под влиянием тепловой и световой энергии, ионизирующего излучения и механохимических воздействий протекает по цепному механизму с промежуточным образованием свободных радикалов. [c.282]

М. образуются при синтезе полимеров (в радикальной полимеризации и сополимеризации), при воздействии на полимеры ионизирующих излучений, мех. нагрузок, О2, низкомол. активных частиц, напр. Н, НО, СН з, а также в разл. биохим. процессах. [c.638]

Полученные спектрально-структурные корреляции можно рекомендовать для внедрения в НИИ и ЦЗЛ при синтезе эпоксисоединений, аналитическом контроле технологических процессов, исследовании реакций эпоксидов, в том числе процессов отверждения и получения эпоксидных полимеров, при идентификации неизвестных технических эпоксидных смол, анализе сложных эпоксидных систем, при аналитическом контроле качества и стабильности различных эпоксидов, влиянии на их молекулярную структуру различных физико-химических факторов—агрессивных сред, окислительной атмосферы, механических воздействий, температуры, ультрафиолетового и ионизирующего излучений, электромагнитных полей. [c.69]

СТАРЕНИЕ ПОЛИМЕРОВ, совокупность хим. и физ. процессов, протекающих в полимере при хранении, переработке и эксплуатации и приводящих к изменению его св-в. Характер этих процессов зависит как от природы полимера, так и от воздействий, к-рым он может подвергаться (тепло, свет, Ог, влага, ионизирующие излучения, агрессивные хим. среды, мех. нагрузки). При этом небольшое хим. превращение полимера может сопровождаться значит, изменением его мол. массы и, следовательно, св-в. [c.540]

В книге описываются свойства ионизирующих излучений и вызываемые этими излучениями химические процессы. Рассмотрены общие вопросы радиационной химии полимеров. Дано статистическое толкование процессов образования поперечных связей к деструкции молекул при воздействии ионизирующего излучения на различные полимеры. Подробно обсуждено действие излучений на полимеры углеводородов, на акрилаты и метакрилаты, смешанные кислородсодержащие полимеры, хлор- и фторсодержащие полимеры, диолефины. Освещен вопрос [c.4]

Присутствие кислорода ускоряет деструкцию некоторых полимеров под воздействием ионизирующих излучений, однако в других случаях наблюдается малый эффект или полное его отсутствие. Для некоторых полимеров получаются противоречивые данные. Например, степень деструкции главных цепей поли-изобутилеиа [21, а] оказывается одной и той же, независимо от того, облучаются ли они в воздухе, азоте или в вакууме, хотя присутствие кислорода может влиять на характер продуктов деструкции [21, а]. Деструкция полиметилметакрилата в присутствии кислорода по литературным данным не изменяется [20] или даже замедляется [21,6]. Ни один из этих полимеров не претерпевает сшивания независимо от присутствия или отсутствия кислорода (см. стр. 133 и 147). Наоборот, полиметакриловая кислота в водном растворе претерпевает деструкцию под действием рентгеновских лучей лишь в присутствии кислорода [c.68]

Несмотря на большое практическое значение конденсационных полимеров, процессы воздействия на них ионизирующих излучений изучены гораздо меньше, чем процессы воздействия на другие полимеры. Может быть, это произошло отчасти потому, что наиболее существенные виды конденсационных полимеров заметно не улучшаются по своим свойствам под действием облучения, и поэтому не было особых побудительных причин для детального изучения их поведения при облучении. [c.187]

Благодаря способности ионизирующего излучения изменять строение и свойства объемных полимерных материалов, а также тому факту, что оно эффективно воздействует на полимеры всех типов, радиационная технология является перспективным инструментом для решения проблемы полимерных отходов. Имеется три основные возможности использования облучения [c.346]

В высокополимерных материалах при облучении происходят разнообразные процессы. Характерным здесь является то, что величины выходов этих превращений сравнительно невелики. Это свидетельствует об отсутствии цепных реакций при воздействии ионизирующего излучения. Несмотря на это, такие небольшие химические превращения приводят во многих случаях к заметному изменению физико-химических свойств. Тем самым создается возможность модификации свойств полимеров в результате их облучения. [c.272]

Обратимые изменения при воздействии ионизирующих излучений имеют место для скорости ползучести и долговечности под нагрузкой. Скорость ползучести при облучении полимеров в инертной среде описывается эмпирической формулой [c.298]

Ольшанская и Ворожцов исследовали изменение диэлектрических потерь в кристаллизующихся полимерах при воздействии ионизирующего излучения и нашли, что тангенс угла диэлектрических потерь при ультрафиолетовом облучении возрастает, причем возрастание зависит от степени кристалличности полиамида при рентгеновском облучении тангенс угла диэлектрических потерь мгновенно возрастает, слабо изменяется с дозой и быстро восстанавливается после облучения. Авторами было также показано, что в зоне радиации в кристаллизующихся полимерах наблюдается изменение как в процессах проводимости, так и в процессах диэлектрической поляризации. [c.418]

Радиационная полимеризация идет в более легких по сравнению с химической полимеризацией технологических условиях (при нормальной температуре, более низком давлении и т. д.). Полимеры, полученные при воздействии ионизирующего излучения, обладают более высокими физико-механическими свойствами вследствие отсутствия в них примесей катализатора и продуктов термического разложения, которые присущи полимерам, полученным обычными химическими способами. Такие полимеры, как и полимеры, полученные другими способами, характеризуются высокой молекулярной массой, достигающей тысяч и сотен тысяч единиц. Поэтому для процессов радиационной полимеризации, так же как для процессов радиационного модифицирования полимеров, целесообразно использовать понятие радиационно-технологического выхода процесса, определяемого как произведение радиационно-химического выхода реакции О на молекулярную массу продукта М [3]. [c.11]

К сшивающимся под воздействием ионизирующих излучений полимерам относятся полиэтилен, его сополимеры, замещенные полимеры винилового ряда к деструктирующим — полипропилен, полиметилметакрилат, полиизобутилен. [c.54]

Давая гигиеническую оценку пластмасс, врач должен учесть, наконец, также и возможность ее деструкции в процессе эксплуатации. Под деструкцией понимают частичное разрушение полимера, протекающее с разрывом связей основной молекулярной цепи. Деструкция полимера может протекать под действием химических агентов (воды, кислот, щелочей, спиртов, кислорода и т. д.) или под влиянием механических воздействий, тепла, света, ионизирующего излучения и т. д. Химическая деструкция наиболее характерна для гетероцепных полимеров и протекает обычно избирательно — с разрывом связи углерод — гетероатом. Конечным продуктом химической деструкции является обычно мономер. [c.328]

Это достигается различными способами. При воздействии ионизирующего излучення на полимер А вдоль [c.192]

Облучение полиолефинов на воздухе также позволяет активировать их для последующей прививки. Воздействие ионизирующего излучения на полимер в присутствии кислорода воздуха сопровождается образованием перекисных и гидроперекисных групп. При ] омнатной температуре эти группы устойчивы, при повышенных же температурах разлагаются с образованием макрорадикалов, способных инициировать привитую полимеризацию. Этим методом были получены продукты прививки акрилонитрила, метилметакрилата, N-вини.лкapбaзoлa на полиэтилен и акрилонитрила на полипропи.лен [26-31]. [c.53]

Пространственные и временньш ограничения метода МД связаны с возможностями используемых ЭВМ, размером и структурой принимаемых мол. моделей. В первых работах (Б. Олдер, Т. Вайнрайт, 1959) расчеты вьшолнялись для двухмерной модели жидкости из неск. десятков частиц, Совр. ЭВМ позволяют рассчитывать фазовую траекторию для систем из 10 -10 атомов за времена 10 с. Даже в рамках этих ограничений метод МД успешно используют для решения мн. вопросов мол. физики конденсир. состояния в-ва. Так, установлено, что диффузионный процесс в простых жидкостях и воде осуществляется не скачкообразными перемещениями отдельных молекул из одного положения относит, равновесия в другое, а благодаря коллективным непрерывным движениям всей совокупности молекул. Метод МД позволяет понять механизм образования кристаллич. дефектов под воздействием ионизирующих излучений, термнч. и мех. нагружения. Этот метод используют для изучения аморфных металлов, стекол, полимеров, белковых молекул, для объяснения адсорбц. понижения прочности (эффекта Ребиндера). [c.111]

ТЕРМ0Л10МИНЕСЦЁНЦИЯ, люминесцентное свечение в-ва, возникающее в процессе его нагревания. Обычно для появления Т. в-во необходимо предварительно возбудить УФ светом, ионизирующим излучением (у-квантами, рентгеновскими лучами, потоком электронов электрич. полем, мех. воздействием. В нек-рых случаях Т. связана с образованием электронно-возбужденных состояний молекул в хим. р-цнях (см. Хемилюминесценция). Термолюминесцируют неорг. в-ва, в т. ч. люминофоры разл. назначения (ламповые, телевизионные и пр.), лазерные кристаллы (напр., рубин, полупроводниковые кристаллы), стекла, мн. полимеры (полистирол, полиамиды, полиэтилентерефталат, полиолефины, фтор- и хлорсодержащие полимеры, все каучуки и др.). [c.542]

При внешних воздействиях наблюдается также изменение содержания в ПЭВД связей -С=С-. Так, под действием повышенной температуры несколько возрастает содержание гранс-виниленовых групп. При действии ионизирующих излучений содержание этих групп возрастает значительно. Действие УФ-излучения вызывает значительный рост содержания винильных групп, увеличивается при зтом и число транс-ъ Я-ниленовых групп. При всех видах этих воздействий содержание винилиденовых групп убывает. Одновременно протекают процессы деструкции макромолекул, приводящие к уменьшению молекулярной массы полимера, а также процессы структурирования, сшивания макромолекул с образованием трехмерной сетки. Соотношение скоростей процессов деструкции и структурирования зависит от характера и условий внешних воздействий. [c.165]

Табулированы и обсуждены имеющиеся данные по физическим и химическим свойствам полимеров изобутилена. Рассмотрены химические свойства и превращения олиго- и полиизобутиленов, которые подразделены на превращения концевых групп двойных связей (реакция присоединения и расщепления) звеньев основной цепи, боковых метильных групп (заместител ьные реакции) и распад основной цепи (деградация, деполимеризация, сшивка). В ряду различных воздействий на полимер проанализированы химические, физические и высокоэнергетические методы воздействия (реагенты и окислители, механохимия, ультразвук, плазма тлеющего разряда, ионизирующие излучения и др.). Особенно выделены направленные превращения полимеров изобутилена, открывающие пути технического применения полимеров изобутилена (каталитическое ионное гидрирование, алкилироваьше фенолов и аминофенолов, каталитическая деполимеризация и некоторые другие). Суммированы аналитические характеристики полиизобутилена спектроскопические (ИК, ЯМР) данные, касающиеся основной цепи и дефектов структуры вязкостные, реологические и молекулярно-массовые параметры их взаимосвязь и методы определения (фракционирование, озонолиз, гель-проникающая хроматография и др.). Совокупное сочетание различных методов обеспечивает высокую степень надежности полученной информации, касающейся аналитических характеристик полиизобутилена. [c.379]

Полимеры под действием тепла, света, кислорода воздуха и ионизирующих излучений претерпевают изменения, вызывающие ухудшение их физико-механических свойств. Для защиты от этих нежелательных воздействий применяют стабилизаторы (антиоксиданты, термо- и светостабилизаторы, антиозонанты и др.), концентрации которых, необходимые для стабилизации полимеров разных типов, различны и строго регламентированы. Поэтому анализ полимеров на стойкость к процессам старения, на содержание антиоксидантов и све-тостабилизаторов, установление их типа имеют большое значение и входят в план аналитического контроля производства полимерных материалов. Наибольшее влияние на изменение структуры и ухудшение свойств каучуков оказывают протекающие в них процессы старения, обусловленные, как правило, деструкцией полимерных цепей [I]. [c.389]

Радиационная стойкость. Сополимер ТФХЭ — Э обладает высокой стойкостью к воздействию ионизирующих излучений и электронного пучка, относится к числу наиболее радиационностойких полимеров. Его радиационная стойкость сравнима с полиэтиленом высокой молекулярной массы и оценивается в 2,58-10 Кл/кг (10 Р) [14]. После облучения дозой 5 МДж/кг (500 Мрад) разрушающее напряжение при растяжении составляет 56%, а относительное удлинение при разрыве 10% от значений для необлученного образца сополимера. [c.151]

Стабилизация против воздействия ионизирующего излучения достигается путем введения в полимер стабилизаторов-аи-тирадов, действующих как энергетические губки , поглощающие энергию излучения Наиболее эффективными аитирадами являются ароматические соединения с конденсированными кольцами (фенантреи, антрацен), стирол, дивинил бензол, полимеры с сопряженными двойными связями [c.153]

Френкель С. Я., в кн. Энциклопедия полимеров, т. 2, М., 1974. С. Я. Френкель. МАКРОРАДИКЛЛЫ, макромолекулы, обладающие не-спаренным электроном на внеш. орбитали. Различают свободные (нейтральные) М. я заряженные (анион- в катион-радика.1ы). Образукгтся при разрыве хим. связей в основной и боковой цепях макромолекул под воздействием, напр., ионизирующих излучений, света, мех. напряжений, низкомол. радикалов, при радикальной полимеризации, взаимод. макромолекул со своб. радикалами, в процессах переноса электрона и т. п. М. вступают в р-ции присоединения, замещения, изомеризации, диспропорционирования, рекомбинации. Играют большую роль при окислении, старении, и модификации полимеров. [c.310]

Действие ионизирующих излучений на силиконовые полимеры представляет большой интерес и могло бы иметь одно из наиболее существенных применений, так как под действием излучений вулканизация проходит гораздо быстрее и эффективнее, чем под действием любых известных химических агентов. Вулканизаты не подвергаются дополнительному сшиванию при высоких температурах эксплуатации и обладают гораздо меньшей релаксацией напряжения, чем вулканизаты, полученные обычным химическим путем. По данным Лоутона, Бюхе и Бал-вита 9], полидиметилсилоксан сшивается при воздействии электронов с энергией 800 кэв. В патентах фирмы Дженерал электрик компани [16] описывается вулканизация нолидиметилси-локсановых соединений, содержащих 45 частей белой сажи и 50 частей сажи. Смеси с белой сажей достигают максимальной прочности на разрыв (66,6 кг/см ) примерно при 4 мегафэр, [c.193]

Химические превращения, протекающие в полимерах при действии на них лучистой энергии, уже давно интересовали человека. До последнего времени из различных видов излучений внимание исследователей привлекал главным образом свет. Та роль, которую играет свет в биохимических превращениях полимеров, а также в процессах их деструкции или старения, определяет необходимость того, что в будущем, как это было и в прошлом, большое число исследований в области полимерной химии будет по-прежнему посвящено исследованию фотохимических проблем. Преобладающее значение при этом приобретают работы по использованию световых воздействий в определенных контролируемых условиях для модификации свойств полимеров. Однако в последнее десятилетие еще более интенсивно, чем фотохимические превращения полимеров, исследовались вопросы взаимодействия полимерных веществ с ионизирующими излучениями (излучениями высокой энергии). Развитие исследований в этой области в большой степени связано с созданием промышленной ядерной технологии и новых более совершенных электронных и ионных ускорителей. Но оно было вызвано также и тем ожидаемым многообразием химических реакций, протекание которых должно стать возможным под действием излучений высокой энергии. Одновременное присутствие электронов, ионов, свободных радикалов и молекул в возбужденных и термолизованных состояниях явилось причиной появления многочисленных гипотез, имеющих целью объяснение наблюдаемых радиационно-химических превращений. Все более сложные экспериментальные исследования обеспечили получение данных, которые позволяли проверять и изменять эти гипотезы. Как будет видно из дальнейшего рассмотрения, ни один из предложенных механизмов нельзя считать однозначно доказанным. [c.95]

Процессы образования в полимерах поперечных связей под действием частиц высокой энергии и ионизирующего излучения представляют большой научный интерес в сравнении с процессами деструкции (см. гл. VIП-В), вызываемыми этими же воздействиями. Многие синтетические полимеры нашли практическое применение после того, как они были сшиты под действием радиационного облучения. Кроме того, образование поперечных связей дает возможность понять природу химических процессов, протекающих при облучении и могущих привести к улучгпенпю физических свойств полимера. Эти положения особенно бесспорны для процесса сшивания полиэтилена под действием радиации. До открытия методов радиационного сшивания не было известно простых способов образования поперечных связей в полимерах этого типа. Последующее развитие химических методов сшивания полиэтилена не снизило значительных преимуществ радиационного процесса. Однако первоначальным стимулом развития радиационно-химических исследований полиэтилена являлась нерспек-тива изучения этих процессов на полимере простого строения. [c.166]

Патент США, № 4000349, 1976 г. Описывается композиция полимери-зующегося при облучении защитного покрытия или краски, которая включает раствор связующего из 1) а-/3-олефинненасыщенного органического каучука, содержащего от 0,5 до 5 двойных ненасыщенных связей на 1000 единиц молекулярной массы 2) соединения, полимеризующего-ся с каучуком при воздействии ионизирующего излучения 3) 0,05—1,0 части на 100 частей всей а- 3-олефинненасыщенной смолы соединения, по-лимеризующегося сложным моно- или диэфиром фосфорной кислоты. [c.237]

Диффузия малых молекул в высокополимерах определяется растворимостью и подвижностью в полимерной фазе. В случае полукристаллических полимеров растворимость этих молекул может быть высокой в аморфной области, но ничтожной в кристаллитах. Весьма интересным применением этого подхода может служить оценка степени кристалличности целлюлозы методом изотопного обмена гидроксильного водорода с тяжелой водой. Было обнаружено, что обмен может происходить только в аморфной части полимера и на поверхности кристаллитов, но не в их объеме [44]. Другим примером является исследование изотопного обмена сухого инсулина при этом было найдено, что 45 из всех обменоспособных водородов значительно лабильней, чем остальные 46. Этот факт объясняли образованием водородных связей в той части полипептидной цепи, которая свернута в спираль [65]. Прежде чем использовать полимеры, часто бывает необходимо удалить все реагирующие вещества из их высококристаллической фазы. Наглядным примером служит дакрон (полиэтилентерефталат), весьма устойчивый к гидролизу, так как из-за его плотной кристаллической упаковки молекулы воды не могут проникнуть к внутренним лабильным эфирным связям. В случае полиэтилена, подвергнутого действию ионизирующего излучения, было найдено, что кислород может диффундировать внутрь полимера и воздействовать на радикалы, захваченные микрокристаллитами, но этот процесс протекает очень медленно, в течение тысяч часов [69]. [c.270]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология