聚合物的輻射交聯(lián)與降解
聚合物接受電離輻射能會(huì)產(chǎn)生一系列化學(xué)變化，其中最主要的是分子鏈的交聯(lián)與降解。所謂交聯(lián)即聚合物中線(xiàn)性分子以化學(xué)鍵聯(lián)系在一起，增大了分子量。交聯(lián)程度不斷增加導(dǎo)致形成凝膠，即不溶于任何溶劑、也不能熔融的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)；降解則是打斷分子鏈?zhǔn)狗肿恿繙p小。上述兩種變化都是無(wú)規(guī)則的，而且同時(shí)發(fā)生。由于高分子結(jié)構(gòu)的差異，總有一種變化是主要的，另一種是次要的。以交聯(lián)為主的聚合物，如聚乙烯、天然橡膠是交聯(lián)型，以降解為主的聚合物，如聚四氟乙烯、棉纖維素則是降解型。
這種分子量和分子結(jié)構(gòu)的變化會(huì)導(dǎo)致聚合物物理、力學(xué)等一系列性質(zhì)的有益變化，提高了高分子材料的質(zhì)量及應(yīng)用范圍。
分子交聯(lián)引起聚合物性能優(yōu)化更具實(shí)用性，而輻射法常優(yōu)于化學(xué)法，因此發(fā)展較快，理論研究深入，并已形成產(chǎn)業(yè)。
輻射交聯(lián)電線(xiàn)電纜
1．輻射交聯(lián)的優(yōu)點(diǎn)
聚烯烴交聯(lián)后其性能得到明顯改善，其中最主要的是熱穩(wěn)定性和絕緣性。如交聯(lián)聚乙烯電線(xiàn)在90～125℃溫度下可以長(zhǎng)期穩(wěn)定使用，而其介電常數(shù)也從2.3降至2.0。
聚烯烴交聯(lián)方法通常以過(guò)氧化物化學(xué)法（CV）和硅烷烴交聯(lián)法（SV）為主。
輻射交聯(lián)產(chǎn)品優(yōu)越，可廣泛應(yīng)用于飛機(jī)、汽車(chē)、宇宙飛船、計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等家用電器。美國(guó)通訊電線(xiàn)已有90％使用聚乙烯輻射交聯(lián)電線(xiàn)。美國(guó)ITT公司生產(chǎn)的各種規(guī)格的阻燃型電線(xiàn)電纜已廣泛用于海上石油平臺(tái)。
2．輻射交聯(lián)電線(xiàn)電纜加工工藝
電線(xiàn)電纜輻射交聯(lián)產(chǎn)品的性能取決于一系列工藝因素，需要根據(jù)產(chǎn)品性能要求反復(fù)綜合調(diào)整加以確定。
為了使電線(xiàn)電纜在輻射加工時(shí)絕緣層的吸收劑量均勻，并更有效地利用電子束流，在對(duì)電線(xiàn)電纜進(jìn)行輻射加工時(shí)，根據(jù)電線(xiàn)的不同規(guī)格應(yīng)選擇不同輻射方式。大多數(shù)用于電線(xiàn)電纜輻射加工的加速器是直流高壓加速器，加速電壓在0.5～2.5 MV，電子束是連續(xù)束，使用線(xiàn)性?huà)呙枋故髡箤挸梢欢娣e。在此情況下，電線(xiàn)可與掃描窗成一定角度通過(guò)。通常，掃描窗安裝位置與電線(xiàn)前進(jìn)方向成45°或90°角。
3．現(xiàn)狀與前景
在輻射加工行業(yè)中，高分子輻射改性仍然是產(chǎn)值高、效益好的一個(gè)重要領(lǐng)域，它具有很高的附加值。目前全世界總產(chǎn)值約接近200億美元，其中70％～80％是電線(xiàn)電纜和熱收縮絕緣材料輻射交聯(lián)作出的貢獻(xiàn)。
我國(guó)輻射交聯(lián)電線(xiàn)電纜的研究與開(kāi)發(fā)有較好的基礎(chǔ)，但產(chǎn)品的種類(lèi)、規(guī)格、性能、數(shù)量等方面仍遠(yuǎn)不能滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，一些特殊規(guī)格的電線(xiàn)電纜還需靠進(jìn)口補(bǔ)充，1988年花費(fèi)1.2億，1990年7億，到1995年更高達(dá)10億�？梢钥闯�，輻射交聯(lián)電線(xiàn)電纜的開(kāi)發(fā)在國(guó)內(nèi)還是一個(gè)重要的領(lǐng)域。
輻射交聯(lián)熱收縮材料
1．記憶效應(yīng)與熱收縮材料
聚乙烯等結(jié)晶型高分子材料經(jīng)輻射交聯(lián)后，加熱到熔點(diǎn)以上時(shí)呈現(xiàn)高彈態(tài)。若此時(shí)將它用外力擴(kuò)張，則冷卻定型后仍能保持此擴(kuò)張狀態(tài)。除去外力，并將冷卻定型的這種材料再加熱到結(jié)晶熔化溫度，它可以重新收縮恢復(fù)到原來(lái)的狀態(tài)，徑向收縮率可達(dá)50％，這一現(xiàn)象被稱(chēng)作記憶效應(yīng)。20世紀(jì)50年代初英國(guó)學(xué)者查里斯比首先發(fā)現(xiàn)了這個(gè)重要現(xiàn)象，并開(kāi)發(fā)了一種新型形狀記憶材料，從而開(kāi)創(chuàng)了生產(chǎn)這一新型功能材料的新紀(jì)元。
2．熱收縮材料的應(yīng)用現(xiàn)狀
熱收縮材料應(yīng)用范圍很廣，涉及電力工業(yè)（電力電纜附件、母排管、絕緣包復(fù)帶等）、通訊電纜附件、石油管道、軍事工業(yè)、電子工業(yè)（細(xì)管、雙壁管、異型件、焊接管）及包裝工業(yè)等領(lǐng)域，不僅材料種類(lèi)繁多，每種材料還需要不同規(guī)格。
美國(guó)的Raychem公司由生產(chǎn)制造熱收縮材料起家，從50年代開(kāi)始已發(fā)展到8000名員工，年產(chǎn)值幾十億美元的輻射加工工廠(chǎng)，生產(chǎn)、銷(xiāo)售數(shù)千種熱收縮材料，幾乎壟斷了國(guó)際市場(chǎng)。日本住友、藤倉(cāng)、古河等公司亦是生產(chǎn)、銷(xiāo)售熱收縮材料的重要廠(chǎng)家，競(jìng)爭(zhēng)激烈，并逐漸形成了自己的市場(chǎng)范圍。產(chǎn)品主要用于油田、電力、通訊、國(guó)防軍工等方面，其中住友公司的產(chǎn)品主要應(yīng)用于汽車(chē)工業(yè)、電子工業(yè)等。
我國(guó)輻射化學(xué)研究始于20世紀(jì)60年代，長(zhǎng)春應(yīng)用化學(xué)研究所和吉林輻射化學(xué)研究所合作研制、生產(chǎn)了我國(guó)第一代熱收縮管，它已成功地應(yīng)用于我國(guó)第一顆人造衛(wèi)星上，目前已形成相當(dāng)規(guī)模的生產(chǎn)能力。
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