Stråling og industrielle polymerer

Med industrialiseringens fremskridt er forurening et afgørende problem for menneskeheden.I Green drive, altså for at gøre verden forureningsfri, indtager strålingsteknologien en vigtig position.Nuklear stråling har gjort det til mange kemiske processer.'Polymerisering', 'podning' og 'hærdning', alle vigtige kemiske processer på polymerområdet, kan forløbe gennem strålingsteknikker.Strålingsteknologien foretrækkes frem for de andre konventionelle energiressourcer af nogle årsager, f.eks. kan store reaktioner såvel som produktkvalitet kontrolleres, både energi- og ressourcebesparelser, rene processer, automatisering og besparelse af menneskelige ressourcer osv. Udover dette er stråling. også en god steriliseringsteknik frem for andre konventionelle steriliseringsteknikker.Bestråling af polymerer kan anvendes i forskellige sektorer.I denne anmeldelse har opmærksomheden primært været rettet mod firesektorer, dvs. biomedicinsk, tekstil-, el- og membranteknologi.

Fra stenens og metallernes tidsalder er vi kommet til atomenergiens og polymerernes tidsalder.Faktisk lever vi i polymerernes verden.Det er grunden til, at videnskabsmænd og teknologer har betegnet denne æra som den 'polymere tidsalder'.I hvert trin i vores daglige liv støder vi på ting, som er frugterne af polymerforskning.Den stadigt voksende anvendelse af polymerer i hverdagen gennem de sidste årtier er generelt blevet anerkendt som en blandet velsignelse af videnskabsmænd og teknologer.Selvom det startede i midten af ​​forrige århundrede, har arbejdet inden for dette kemifelt været så hurtigt og anvendelsen så nyttig og alsidig, at antallet af polymersystemer er enormt.

De sidste tre årtier har også været vidne til fremkomsten af ​​nuklear stråling som en kraftfuld energikilde til kemiske processer.Det kan således anvendes i forskellige industriområder.Det faktum, at stråling kan igangsætte kemiske reaktioner eller ødelægge mikroorganismer, har ført til storstilet brug af stråling til forskellige industrielle processer.Nuklear stråling er ioniserende, som ved passage gennem stof giver positive ioner, frie elektroner, frie radikaler og exciterede molekyler.Indfangning af elektroner ved molekyler kan også give anledning til anioner.Således bliver en hel række af reaktive arter tilgængelige for kemikeren at lege med.

Strålingsbaserede processer har mange fordele i forhold til andre konventionelle metoder.For initieringsprocesser adskiller stråling sig fra kemisk initiering.Ved strålingsbehandling kræves ingen katalysator eller additiver for at starte reaktionen.Generelt med strålingsteknikken initierer absorption af energi af rygradspolymeren en fri radikalproces.Ved kemisk initiering frembringes frie radikaler ved nedbrydning af initiatoren til fragmenter, som derefter angriber basispolymeren, der fører til frie radikaler.Sakurada [1] sammenlignede effektiviteten af ​​de to processer og estimerede, at det samme antal initierende radikaler produceres i tidsenhed med en strålingsdosis på 1 rad/s eller en kemisk initiator, f.eks. benzoylperoxid, i en koncentration på 0,01 M anvendes .Kemisk initiering er dog begrænset af koncentrationen og renheden af ​​initiatorerne.Men i tilfælde af strålingsbehandling kan dosishastigheden af ​​strålingen varieres meget, og reaktionen kan således kontrolleres bedre.I modsætning til den kemiske initieringsmetode er den strålingsinducerede proces også fri for forurening.Kemisk initiering medfører ofte problemer som følge af lokal overophedning af initiatoren.Men i den strålingsinducerede proces er dannelsen af ​​frie radikaler på polymeren ikke afhængig af temperaturen, men er kun afhængig af absorptionen af ​​den gennemtrængende højenergistråling af polymermatrixen. Derfor er strålingsbehandlingen temperaturuafhængig eller, i med andre ord kan vi sige, at det er en nulaktiveringsenergiproces til initiering.

Da der ikke kræves nogen katalysator eller additiver, kan renheden af ​​de forarbejdede produkter opretholdes.Med strålingsbehandling kan produkternes molekylvægte reguleres bedre.Strålingsteknikker har også evnen til initiering i faste substrater.De færdige produkter kan også modificeres af strålingsteknikken.

Nuklear strålingsenergi er imidlertid dyr, men meget effektiv til at fremkalde kemiske reaktioner.Enhedsomkostningerne for installeret strålingsenergi er meget højere end for konventionel varme eller elektrisk energi.På trods af denne kendsgerning har anvendelsen af ​​nuklear strålingsenergi vist sin overlegenhed og sin omkostningseffektivitet i en række kemiske processer i forhold til andre former for energi såsom asheat eller elektrisk energi.Strålingsteknikker har god effektivitet med hensyn til strøm og behøver kun en lille plads, der skal opsættes.

Påføring af stråling på polymerer kan anvendes i forskellige industrielle sektorer, dvs. biomedicinske, tekstil-, elektriske, membran-, cement-, belægninger, gummivarer, dæk og hjul, skum, fodtøj, trykruller, rumfarts- og farmaceutiske industrier.I denne gennemgang er opmærksomheden primært fokuseret på fire sektorer: biomedicinsk, tekstil, elektrisk og membranteknologi.