高分子聚合物電子束輻照效應(yīng)研究.pdf

1、輻照技術(shù)做為原子能和平利用的一個重要組成部分，現(xiàn)在主要應(yīng)用于食品殺菌消毒。但隨著高分子(聚合物)產(chǎn)業(yè)的興起并深入到人們的生活中的各個領(lǐng)域，高分子材料的輻射技術(shù)得到了迅猛的發(fā)展。目前輻射源主要是60Coγ射線，電子加速器輻照技術(shù)應(yīng)用很少。
　　 在本文中，利用中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實驗室和愛克公司研制的10 kW、10 MeV電子直線加速器對高分子材料的輻射效應(yīng)展開了實驗探討。主要研究包括：固態(tài)羧甲基纖維素(CMC)的電子束

2、輻射降解規(guī)律的探討；CMC水溶液在不同氣體環(huán)境和不同輻照劑量率下的輻射降解和交聯(lián)，并對其交聯(lián)產(chǎn)物CMC水凝膠的溶脹行為進行研究；同時對聚四氟乙烯(PTFE)在不同氣體氛圍和不同輻照劑量率下的電子束輻射降解效應(yīng)展開了研究。實驗結(jié)果顯示：
　　 1、電子束能夠?qū)虘B(tài)羧甲基纖維素(CMC)大分子進行有效的降解。將以各種劑量輻照后的固態(tài)CMC配制2％水溶液并測定粘度，發(fā)現(xiàn)溶液的粘度隨著吸收劑量的增加而減少。當(dāng)固態(tài)CMC的輻照劑量為20

3、 kGy時，CMC水粘度降至初始粘度的16.5％；輻照劑量達30 kGy后羧甲基纖維的粘度僅有初始的6.7％，而后隨著劑量的增大粘度下降趨于平緩，固態(tài)CMC輻照降解符合無規(guī)則降解動力學(xué)規(guī)律。并利用傅里葉變換紅外光譜(FTIR)分析結(jié)果得出輻照主要導(dǎo)致CMC分子鏈上糖苷鍵C1-O-C4斷裂。
　　 2、CMC水凝膠的凝膠分?jǐn)?shù)不僅隨著CMC水溶液的濃度越高而越大，而且隨著輻射劑量的增加而變大，但是不同劑量率和不同氣體環(huán)境(空氣和N

4、2)對凝膠分?jǐn)?shù)影響不大。CMC水凝膠的溶脹度隨著溫度的增加而增加，表現(xiàn)出較好的溫度敏感性。CMC水凝膠的交聯(lián)動力學(xué)更加符合Charlesby-Pinner方程的孫氏修正。
　　 3、電子束能夠有效的裂解聚四氟乙烯(PTFE)大分子。通過傅里葉變換紅外光譜(FTIR)、電子自旋共振(ESR)和X射線衍射(XRD)等方法分析，可以得到聚四氟乙烯的裂解主要是發(fā)生在主鏈C-C鍵上。而且在相同的吸收劑量和氣體環(huán)境下輻照，低劑量率輻照樣品降