Radiācijas un rūpnieciskie polimēri

Attīstoties industrializācijai, piesārņojums ir būtiska cilvēces problēma.Zaļajā piedziņā, ti, lai pasaule būtu brīva no piesārņojuma, radiācijas tehnoloģija ieņem svarīgu vietu.Kodolradiācija ir iesaistījusies daudzos ķīmiskos procesos.“Polimerizācija”, “potēšana” un “sacietēšana”, kas ir ļoti svarīgi ķīmiskie procesi polimēru laukā, var notikt, izmantojot starojuma metodes.Radiācijas tehnoloģija tiek dota priekšroka salīdzinājumā ar citiem tradicionālajiem energoresursiem dažu iemeslu dēļ, piemēram, var kontrolēt lielas reakcijas, kā arī produktu kvalitāti, ietaupot enerģiju, kā arī resursus, tīrus procesus, automatizāciju un cilvēkresursu taupīšanu utt. Bez tam radiācija ir arī laba sterilizācijas tehnika salīdzinājumā ar citām parastajām sterilizācijas metodēm.Polimēru apstarošanu var izmantot dažādās nozarēs.Šajā pārskatā uzmanība galvenokārt ir vērsta uz četrām nozarēm, ti, biomedicīnas, tekstila, elektriskās un membrānas tehnoloģijas.

No akmens un metālu laikmeta mēs esam nonākuši kodolenerģijas un polimēru laikmetā.Patiešām, mēs dzīvojam polimēru pasaulē.Tāpēc zinātnieki un tehnologi šo laikmetu ir nosaukuši par “polimēru laikmetu”.Ikvienā mūsu ikdienas dzīves posmā mēs saskaramies ar lietām, kas ir polimēru pētījumu augļi.Zinātnieki un tehnologi ir atzinuši arvien plašāku polimēru pielietojumu ikdienas dzīvē pēdējo desmitgažu laikā.Lai gan darbs šajā ķīmijas jomā tika uzsākts pagājušā gadsimta vidū, tas ir bijis tik ātrs un pielietojums tik lietderīgs un daudzpusīgs, ka polimēru sistēmu skaits ir milzīgs.

Pēdējās trīs desmitgades ir arī piedzīvojušas kodolradiācijas kā spēcīga enerģijas avota rašanos ķīmiskās apstrādes lietojumos.Tādējādi to var izmantot dažādās rūpniecības jomās.Tas, ka starojums var izraisīt ķīmiskas reakcijas vai iznīcināt mikroorganismus, ir novedis pie tā, ka starojums tiek plaši izmantots dažādos rūpnieciskos procesos.Kodolstarojums ir jonizējošs, kas, ejot cauri, rada pozitīvus jonus, brīvos elektronus, brīvos radikāļus un ierosinātas molekulas.Elektronu uztveršana ar molekulām var izraisīt arī anjonus.Tādējādi ķīmiķim ir pieejams daudz reaktīvo sugu.

Uz starojumu balstītiem procesiem ir daudz priekšrocību salīdzinājumā ar citām parastajām metodēm.Iniciācijas procesos starojums atšķiras no ķīmiskās ierosināšanas.Radiācijas apstrādē reakcijas ierosināšanai nav nepieciešams katalizators vai piedevas.Parasti, izmantojot starojuma paņēmienu, mugurkaula polimēra enerģijas absorbcija ierosina brīvo radikāļu procesu.Ar ķīmisko ierosināšanu brīvie radikāļi tiek izdalīti, iniciatoram sadaloties fragmentos, kas pēc tam uzbrūk bāzes polimēram, izraisot brīvos radikāļus.Sakurada [1] salīdzināja abu procesu efektivitāti un aprēķināja, ka vienāds iniciācijas radikāļu skaits tiek ražots laika vienībā ar starojuma devu 1 rad/s vai tiek izmantots ķīmiskais iniciators, piemēram, benzoilperoksīds 0,01 M koncentrācijā. .Tomēr ķīmisko ierosināšanu ierobežo iniciatoru koncentrācija un tīrība.Tomēr starojuma apstrādes gadījumā starojuma dozas jauda var būt ļoti mainīga, un tādējādi reakciju var labāk kontrolēt.Atšķirībā no ķīmiskās ierosināšanas metodes, arī starojuma izraisītais process nav piesārņots.Ķīmiskā iniciācija bieži rada problēmas, kas rodas no iniciatora lokālas pārkaršanas.Taču starojuma izraisītā procesā brīvo radikāļu vietu veidošanās uz polimēra nav atkarīga no temperatūras, bet ir atkarīga tikai no polimēra matricas caurejošā augstas enerģijas starojuma absorbcijas, tāpēc starojuma apstrāde ir neatkarīga no temperatūras vai citiem vārdiem sakot, mēs varam teikt, ka tas ir nulles aktivācijas enerģijas process iniciācijai.

Tā kā nav nepieciešams katalizators vai piedevas, var saglabāt apstrādāto produktu tīrību.Apstrādājot apstarošanu, produktu molekulmasu var labāk regulēt.Radiācijas tehnikai ir arī iespēja ierosināties cietos substrātos.Gatavos produktus var arī modificēt ar starojuma paņēmienu.

Tomēr kodolenerģija ir dārga, lai gan tā ir ļoti efektīva ķīmisku reakciju izraisīšanā.Uzstādītās radiācijas enerģijas vienības izmaksas ir daudz augstākas nekā parastās siltumenerģijas vai elektroenerģijas izmaksas.Neskatoties uz šo faktu, kodolenerģijas izmantošana ir pierādījusi savu pārākumu un rentabilitāti vairākos ķīmiskos procesos salīdzinājumā ar citiem enerģijas veidiem, piemēram, siltumenerģiju vai elektrisko enerģiju.Radiācijas metodēm ir laba efektivitāte attiecībā uz jaudu, un tām ir nepieciešama tikai neliela vieta.

Starojuma pielietošanu polimēriem var izmantot dažādās rūpniecības nozarēs, ti, biomedicīnas, tekstila, elektriskās, membrānas, cementa, pārklājumu, gumijas izstrādājumu, riepu un riteņu, putuplasta, apavu, drukas ruļļu, aviācijas un farmācijas nozarēs.Šajā pārskatā uzmanība galvenokārt ir vērsta uz četrām nozarēm: biomedicīnas, tekstila, elektriskās un membrānu tehnoloģijas.