弹性体在射线辐照下降解的若干问题(一)

当前人类十分关注低碳经济、节能减排等环境保护问题。一些发达国家把注意力集中在了核电站的建设方面。文中针对在核反应堆封闭壳内使用的弹性体的种类以及如何提高橡胶材料的耐热性和耐射线辐照问题进行了详细的阐述。     

γ射线辐照法降解等规聚丙烯

利用放射性60Co产生的高能γ射线在窒温和空气气氛下降解等规聚丙烯(iPP),考察了不同辐照剂量的γ射线对iPP流动性能、熔融行为和非等温结晶动力学的影响.随着辐照剂量的增加,iPP的熔体流动速率显著增加.经γ射线辐照后,iPP的熔融温度和结晶度降低,同时用Avrami和Ozawa方程计算发现,γ射线辐照明显提高了iPP熔体的结晶速率,当辐照剂量为200 kGy时,半结晶时间减少到原来的37%,结晶活化能降低.X射线衍射谱图显示,γ射线辐照不影响iPP的结晶形式,未产生次级β结晶.     

辐照交联聚烯烃/NR热塑性弹性体发泡材料辐照效应的研究

研究了辐射交联聚烯烃/NR热塑性弹性体发泡材料的辐照效应以及辐照对于泡沫材料性能的影响。凝胶含量的测试表明:发泡体系的交联度随辐照剂量的增加而逐渐增加,但是过大的辐照剂量(>60kGy)不利于辐射交联聚烯烃/NR热塑性弹性体泡沫材料的发泡;随着辐照剂量的增大,材料的表观密度和压缩性能增加。SEM研究表明:随辐照剂量的增加,材料的微观泡孔尺寸变小。DSC研究表明,辐照剂量的提高有利于混合材料耐热性能的提高。傅立叶红外光谱(IR)的研究表明,辐照剂量影响发泡材料的微观结构,辐照剂量的增大使材料内部发生降解反应。     

γ射线辐照降解壳聚糖的工艺和机理研究

采用γ射线辐照降解壳聚糖,对反应的工艺和壳聚糖辐照降解的机理进行了研究。结果表明:固态辐照200 kGy后得到相对分子质量为4×104壳聚糖,液态辐照110 kGy后得到相对分子质量为5×103的低聚壳聚糖,但辐照降解加工效率低。采用固态加液态的辐照降解方法,辐照处理效率提高。壳聚糖辐照降解符合无规降解动力学规律。     

γ射线辐照改性硅橡胶基复合材料的研究

对硅橡胶复合材料进行γ射线辐照处理,研究不同辐照吸收剂量对硅橡胶复合材料综合性能的影响。结果表明：随着辐照吸收剂量的增大,复合材料的拉伸强度呈现先减小后增大最后降低的趋势,在辐照吸收剂量为150 kGy时达到最大值;复合材料的硬度随辐照剂量的增大而增大。本文还通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)技术对辐照前后复合材料官能团的变化进行分析与鉴定。     

辐照玉米淀粉降解薄膜的制备及性能

以~(60)Co-γ射线辐照玉米淀粉为主要材料,甘油为增塑剂,通过挤出造粒、熔融吹塑工艺制备了辐照玉米淀粉降解薄膜。探讨了~(60)Co-γ射线辐照剂量对淀粉分子结构,降解薄膜力学性能、亲水性和降解性能的影响。结果表明:~(60)Co-γ射线能够有效破坏淀粉分子内和分子间氢键;辐照剂量为40 kGy的辐照玉米淀粉降解薄膜具有较高的实用性,值得推广。     

γ射线辐照交联改性超高相对分子质量聚乙烯的研究

采用单螺杆挤出机制备了超高相对分子质量聚乙烯(PE-UHMW)板材,并用不同剂量的γ射线对其进行辐照交联,分析不同辐照剂量和辐照后处理对其力学性能、耐热性能、摩擦磨损性能等的影响。结果表明,在一定的辐照剂量下,γ射线辐照交联可以提高PE-UHMW的凝胶率、熔点、结晶度、拉伸强度、表面硬度、热变形温度和耐磨性能;当辐照剂量为150kGy时,PE-UHMW的热变形温度提高了近40℃;但辐照交联降低了PE-UHMW的塑性,使材料的断裂伸长率降低;重新熔融后处理可以进一步提高材料的凝胶率,改善其塑性,但材料的熔点、结晶度、表面硬度、拉伸强度有所降低。     

Kalrez(R)全氟弹性体系列专题讲座(三)Kalrez(R) SpectrumTM密封件在化学工业和烃类加工业中的应用

简述了Kalrez(R) SpectrumTM6375、7075在化学工业和烃类加工业中的应用情况,介绍了Kalrez(R) SpectrumTM的耐介质和耐热性能,讨论了在不同的环氧乙烷中如何选择合适的密封材料.     

紫外辐照聚丙烯在熔融挤出中降解过程的研究

研究了聚丙烯(PP)在辐照挤出改性中的降解情况。利用红外光谱对经过不同辐照温度挤出的PP试样进行了结构表征,并通过测定PP试样的熔体质量流动速率、力学性能、DSC和剪切流变行为,分别研究了二苯甲酮(BP)的质量分数、螺杆转速和喂料速度对PP降解的影响,结果表明:辐照温度为210℃更有利于降解反应;不同主机螺杆转速对降解后PP试样的力学性能、熔体质量流动速率、稠度和非牛顿指数的影响不大;喂料速度和BP的用量对降解后PP试样的各项性能影响较大,减慢喂料速度或提高BP的质量分数,有利于PP降解。     

电子束辐照降解氰化浸金废水的研究进展

电子束辐照处理废水技术具有能处理众多难降解、高毒性污染物,适应性广泛,不产生二次污染,安全可靠等优点。浸金废水是高毒性含氰废水,锌氰络合物是浸金废水中的主要成分之一。通过电子束辐照锌氰络合物水溶来模拟电子束辐照降解浸金废水研究,研究了不同初始浓度、不同辐照剂量下的辐照效应,分析了电子束辐照降解浸金废水的可行性及存在的问题,并展望其应用发展前景。     

Kalrez全氟弹性体系列专题讲座(三)Kalrez SpectrumTM密封件在化学工业和烃类加工业中的应用

简述了Kalrez(R) SpectrumTM6375、7075在化学工业和烃类加工业中的应用情况,介绍了Kalrez(R) SpectrumTM的耐介质和耐热性能,讨论了在不同的环氧乙烷中如何选择合适的密封材料.     

电子束辐照接枝改性聚乳酸及其降解性能的研究

为改善聚乳酸（Polylactic acid,PLA）材料的亲水性,采用电子束辐照接枝亲水性单体N-乙烯基吡咯烷酮（N-vinyl pyrrolidone,NVP）对其进行表面改性。研究了吸收剂量和反应介质中酸浓度对PLA接枝率和分子量影响,并对PLA-g-PVP的降解性能进行了考察。结果表明,接枝率随着辐照剂量的增加而提高;当反应介质中酸浓度为0.07mol/L时PLA的分子量达到极大值;接枝共聚物（PLA-g-PVP）的吸水率和降解速度较PLA明显提高。接枝率为12.1%的PLA-g-PVP共聚物降解48h后吸水率为11.5%,是PLA的16.4倍;接枝率为8.8%的共聚物168h分子量损失率为82.6%,是PLA的2.4倍。     

辐照对PP、EPDM及其共混物动态流变行为的影响

研究了不同剂量γ-射线辐照对PP、EPDM及EPDM／PP共混物的动态流变的影响。结果表明,随辐照剂量的增加,PP降解断链,呈现出“类液态”黏弹响应,而EPDM逐渐交联,呈现出“类固态”黏弹响应;对于共混体系,Palierne模型可以预测辐照前的动态实验结果,对辐照后的预测在低ω区域偏离测试值较大,这在于辐照后共混物分散相由可形变“液滴”向“刚性”粒子的转变。     

在高温下能长期使用的高性能热塑性弹性体(TPVs)

通过改性氢化苯乙烯嵌段共聚物TPV与传统的TPVs（PP／EPDM）比较,发现前者拉伸强度提高了10％。20％,耐热油性能也得到提高。该TPV具有良好的回弹性能和压缩永久变形性能。苯乙烯型TPV能够注射成型和循环使用。     

γ-射线辐照碳纤维对其复合材料力学性能的影响

利用高能射线(60Coγ-射线)辐照接枝技术对碳纤维(CF)表面进行处理。对辐照处理前后的CF分别利用SEM观察其复合材料层间剪切断口;比较了吸收剂量对碳纤维增强环氧树脂复合材料层间剪切强度(ILSS)的影响。结果表明:辐照处理后的,碳纤维增强环氧树脂复合材料的界面明显得到改善,辐照接枝技术在一定的剂量范围内能够有效地提高复合材料的ILSS,但是过大的辐照剂量和接枝率不利于复合材料的界面改性。     

γ射线辐照实现聚碳硅烷基树脂较低温度下固化

通过小剂量γ射线辐照预固化,抑制热固化缺陷,改善聚碳硅烷基树脂固化行为,分析了不同辐照剂量对聚碳硅烷基树脂体系固化反应的影响,探讨了γ射线辐照降低聚碳硅烷基树脂的固化温度行为。采用γ射线辐照和热重-差示扫描量热法、红外光谱法等探讨了γ射线辐照树脂的反应机理。结果表明,聚碳硅烷基树脂经γ射线40 k Gy的剂量辐照后,反应起始温度(Ti)降低了24.3℃,反应峰顶温度(Tp)降低了39.8℃;且放热峰变得尖锐、放热量大。γ射线辐照树脂主要引发CHCH2及少量的Si—H基团发生反应。     

γ射线辐照对氢化丁腈橡胶性能的影响

本文对氢化丁腈(HNBR)硫化胶进行γ射线的辐照处理,研究不同吸收剂量对HNBR硫化胶物理机械性能、压缩永久变形和回弹性等性能的影响。从HNBR的结构来推理,属于辐照交联型聚合物,我们的实验结果也从宏观上验证了这一结论。随着吸收剂量的增加,其硫化胶的拉伸强度先上升后下降,在200kGy时达到最大值;硫化胶的扯断伸长率随着吸收剂量的增加呈现下降趋势;随着吸收剂量的增大,硫化胶的回弹性呈增大趋势,压缩永久变形呈下降的趋势。     

γ射线辐照对三元乙丙橡胶动态力学性能的影响

用RPA2000橡胶加工分析仪研究γ射线辐照剂量对三元乙丙橡胶(EPDM)胶料动态力学性能的影响,以分析γ射线辐照剂量对EPDM胶料交联程度的影响。结果表明:随着γ射线辐照剂量增大,EPDM胶料的弹性转矩(S′)和弹性模量(G′)提高,损耗因子(tanδ)减小;随着应变增大,EPDM胶料的S′提高,G′降低,tanδ增大;随着γ射线辐照剂量增大,EPDM胶料的交联程度提高。通过控制γ射线辐照剂量,可以控制EPDM胶料的交联程度。     

~(60)Co γ-射线辐照接枝对聚乙烯隔膜结构及性能的影响

以聚乙烯(PE)膜为基材,选择亲水性较好的甲基丙烯酸甲酯(MMA)作为接枝单体,在PE膜上进行~(60)Co γ-射线辐照接枝改性,研究了辐照剂量和接枝溶液MMA浓度对改性PE膜性能的影响,并对改性PE膜的结构和形貌进行表征。结果表明:经过适当的辐照接枝改性处理后,MMA单体被成功接枝到PE膜表面;随辐照剂量和接枝溶液MMA浓度的提高,改性PE膜的亲水性能得到较大提高,力学性能变差,相同热处理条件下的热收缩率均明显降低;当接枝溶液中MMA体积分数为15%,辐照剂量为100 k Gy时,改性PE膜的接触角降低至86.93°,拉伸强度降至19.99 MPa,断裂伸长率降至0.27%,且在150℃,30 min热处理条件下,改性PE膜的热收缩率下降到14.5%。     

γ射线辐照对PP/PUR-T共混材料性能的影响

利用双螺杆挤出机制备了聚丙烯(PP)/热塑性聚氨酯弹性体(PUR-T)共混材料,研究了这类共混材料经1~25kGy剂量的γ射线辐照前后的力学性能、动态力学行为与形态。发现在空气气氛下经γ射线(尤其是剂量为5kGy)辐照后,PP/PUR-T(85/15)体系的界面粘结得到了明显改善,其拉伸强度、弯曲强度、弯曲弹性模量及缺口冲击强度均比未辐照时有明显提高,表明γ射线辐照对PP/PUR-T共混材料有增容作用。