天然橡胶胶乳/丙烯酸异辛酯体系的辐射交联研究

为开发天然橡胶在塑料增韧中的应用,通过天然橡胶乳液辐射硫化,可以将其制成粉末橡胶。而天然橡胶的交联程度直接影响其性能,因此有必要研究其辐射交联行为。研究了天然橡胶胶乳(NRL)在丙烯酸异辛酯(OA)存在下的γ射线辐照交联行为,探讨了吸收剂量、剂量率、交联敏化剂浓度对交联行为的影响。结果表明,凝胶含量随吸收剂量增加而增大,在10kGy以后变化不大。吸收剂量率增大,凝胶含量略有下降。加入少量OA(1％)辐照后,橡胶的凝胶含量明显提高。在吸收剂量25kGy和含5％OA的情况下,凝胶分数可达90％。辐射交联的动力学研究表明：在OA为交联敏化剂的条件下,NRL的辐射交联行为符合Charlesby-Pinner关系式,为无规交联,并且交联G值约为3．8。     

聚丁二烯胶乳敏化辐射交联研究

在60Coγ射线辐照下,以甲基丙烯酸丁酯(n-BMA)和丙烯酸丁酯(n-BA)作为敏化剂对聚丁二烯胶乳(PBL)进行辐射硫化,探讨敏化辐射交联机理和交联行为.研究了敏化剂和吸收剂量对聚丁二烯橡胶的交联、力学性能及动态力学性能的影响,并采用红外吸收光谱对辐照交联产物分子结构予以表征.结果表明,随交联密度增加,玻璃化转变温...     

聚丁二烯胶乳的辐射硫化

用60Co辐射硫化聚丁二烯胶乳(Polybutadiene latex,PBL)制备全硫化粉末橡胶(Fully vulcanized polybutadiene rubber particles,FVBR),并研究胶乳的交联行为.用动态激光光散射仪和原子力显微镜(Atomic force microscopy,AFM)观测粒径尺寸、粒径分布与形貌,并用力学和动态力学(Dynamic mechanical analysis,DMA)测试仪分析了交联对宏观力学及其动态力学性能的影响.结果表明,辐射交联使胶乳粒子体积收缩,并随吸收剂量增加胶膜的体积溶胀倍率(Qv)和交联点间平均分子量(Mc)减小;而交联密度(Ve)和凝胶含量增大.随着交联密度的增加,抗张强度和断裂伸长率降低,杨氏模量(E)和硬度(Shore A)则增大;其弹性模量(Er)增加,而动态损耗峰(Tan δ)变窄.PBL辐射交联行为在吸收剂量低于200kGy范围内符合Charlesby-Pinner关系式,为无规交联.     

乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)的辐射效应研究

用凝胶抽提、凝胶渗透色谱以及傅立叶变换红外光谱等方法研究了两种乙烯-乙烯醇共聚物（Ethylene-vinyl alcohol copolymers,EVOH）本体和E151／甘油体系的室温辐射效应。在氮气保护下,试样在^60Co源中的吸收剂量最高达到1800kGy。结果显示,EVOH在室温下是一种十分难交联的聚合物。E151本体（乙烯醇摩尔分数56％）在吸收剂量达到800kGy时出现痕量凝胶,当吸收剂量增至1200kGy时,体系凝胶含量也只有5．9％。而F101本体（乙烯醇摩尔分数68％）在1800kGy才出现痕量凝胶。造成这两种EVOH的凝胶化剂量不同的原因是乙烯醇基含量不同。EVOH在辐照过程会产生共轭双键,其含量在辐照初期随吸收剂量的增加而增大,达到最大值后随吸收剂量的增加而减少。双键的存在促使EVOH产生了交联。加入增塑剂甘油后,体系在800kGy以前与本体一样无凝胶,而在800kGy之后凝胶含量随着吸收剂量的增大而增大,且比本体E151的凝胶含量值大。     

休闲豆干辐照灭菌研究

以湘氏休闲豆干为对象,考察不同吸收剂量(0 kGy、3.1 kGy、5.9 kGy、8.6 kGy、11.4 kGy)的60Coγ射线辐照处理对其微生物存活数、一般营养成分、理化性质、质构特性及感官品质的影响。结果表明,~(60)Coγ射线辐照能有效降低休闲豆干中微生物存活数,且随着吸收剂量的增大,抑制作用逐渐增强,8.6 kGy吸收剂量的60Coγ射线辐照可使其菌落总数和霉菌数均降至10 CFU/g以下。对休闲豆干菌落总数和霉菌数的辐照吸收剂量D10值分别为1.82 kGy和2.03 kGy。与对照组样品相比,11.4 kGy以内吸收剂量的~(60)Coγ射线辐照对休闲豆干水分、蛋白质和灰分含量的影响不显著(p0.05),但辐照后休闲豆干的脂肪含量明显低于对照组样品(p0.05)。经不同剂量辐照后,休闲豆干氨基酸各组分的含量与对照组样品相比均没有明显变化(p0.05)。经不同剂量辐照的休闲豆干酸价与对照组样品相比有所差异,但酸价的变化与吸收剂量没有明显的相关性。休闲豆干的过氧化值随着吸收剂量增加逐渐下降,且显著低于对照组样品(p0.05)。不同吸收剂量辐照不会对休闲豆干的硬度、内聚性、胶着性、咀嚼性以及弹性等质构特性产生明显的影响(p0.05),小于8.6 kGy吸收剂量的辐照处理也不会对其感官品质产生明显的不良影响。因此,采用8.6 kGy以下吸收剂量的~(60)Coγ射线辐照处理休闲豆干可以达到保鲜贮藏的目的,本研究为辐照技术在休闲豆干加工产业中的应用提供参考依据。     

电子束辐照对多酚氧化酶活性及结构的影响

应用圆二色谱及SDS-PAGE技术分析电子束辐照对多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性及结构的影响。结果发现:电子束辐照可在一定程度上降低PPO酶活性;圆二色谱分析发现电子束辐照处理后,PPO酶蛋白质二级结构相对含量发生改变,但a螺旋、b折叠和b转角总含量在吸收剂量4.83 kGy时总量变化不大,当吸收剂量4.83 kGy时,随着剂量的增加含量不断下降,无规则卷曲呈上升趋势。SDS-PAGE电泳实验结果表明,辐照处理下PPO酶同时发生交联和降解反应。上述结果提示电子束辐照对PPO酶活性有一定的抑制作用。     

γ射线辐照及粒径对芦苇秸秆酶解发酵的影响

以经过不同吸收剂量（0～500 kGy）的γ射线辐照处理后的芦苇秸秆为研究对象，机械粉碎后过筛，研究吸收剂量、过筛孔径对其粒径分布、粉碎能耗、主要组分含量、纤维素酶解转化率、纤维素乙醇转化率的影响。研究结果显示：随着过筛孔径的减小，所获得的芦苇秸秆样品质量显著减少，且与吸收剂量负相关；芦苇的粉碎能耗随吸收剂量的升高而降低，获得相同质量的过筛样品，粉碎能耗又随过筛孔径的减小而显著增加；相同吸收剂量处理的芦苇秸秆，其纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率均随过筛孔径的减小而增大，其中吸收剂量为分别0 kGy、206 kGy、404 k Gy，粒径范围在r?0.180 mm的芦苇秸秆样品其纤维素酶解转化率较r?0.850 mm样品分别提高129.20%、85.98%、106.63%，纤维素乙醇转化率分别提高136.04%、21.75%、4.39%。综合比较粉碎能耗与纤维素酶解转化率和纤维素乙醇转化率的增加比率，最终确定未辐照（0 kGy）芦苇秸秆样品的最佳过筛孔径为0.850 mm；吸收剂量为206 kGy、404 kGy的芦苇秸秆样品最佳过筛孔径为0.425 mm。     

双酚A型环氧树脂的1.5 MeV电子束辐照效应

本工作以双酚A型环氧树脂为研究对象,在1.5 MeV电子加速器下分别以18 kGy/h和2 250 kGy/h的剂量率对其进行辐照处理,以达到总吸收剂量135 kGy、270 kGy、500 kGy和1 000 kGy。系统研究了两种不同剂量率和不同吸收剂量对环氧树脂表面形貌、化学结构和热性能的影响。结果表明：电子束辐照环氧树脂时,高剂量率下环氧树脂内部会产生脉状裂纹,而总吸收剂量对树脂的热稳定性和力学性能影响较大;环氧树脂经电子束辐照后,玻璃化转变温度和交联密度下降,同时力学性能下降,表明辐射裂解占主导;电子顺磁共振光谱测试表明辐照过程中有烷基自由基和过氧自由基的产生,自由基浓度与吸收剂量呈正相关性。进一步研究了自由基在空气中的稳定性,随着存放时间的增加,自由基浓度最终趋于稳定。     

γ辐照对聚-L-乳酸性能的影响

采用60Co γ射线对聚-L-乳酸(Polv(L-lactic acid),PLLA)进行辐照.研究了在真空、氮气、空气和氧气气氛下吸收剂量对PLLA粘均分子量、结晶行为以及热失重的影响,并采用粘度法、差示扫描量热法(Differential scanning calorimeter,DSC)、偏光显微镜(Polarized microscope,POM)、热重分析法(17hermogravimetry analysis,TGA)对其进行了表征.结果表明,PLLA粘均分子量随吸收剂量的增加而下降,真空辐照的PLLA粘均分子量最高;在吸收剂量6～40kGy范围内,辐照提高PLLA的结晶度和结晶速率;在吸收剂量6～40kGy范围内,辐照后PLLA的TGA曲线移向高温.6kGy的吸收剂量,PLLA在氧气辐照气氛下热失重低于氮气辐照气氛.     

全钢载重子午线轮胎过渡层的辐射预硫化及组胎后性能研究

以天然橡胶为基材作为全钢载重子午线轮胎的过渡层,在0 60 kGy吸收剂量范围内,采用电子束辐照技术对其进行辐射预硫化研究,结果表明,过渡层的格林强度随吸收剂量增加,吸收剂量60 kGy时,胶料的格林强度增幅可达300%;低吸收剂量时,胶料的粘度增加较快,之后吸收剂量虽有增加,但粘度变化不大;辐射预硫化与未辐射预硫化的过渡层相比,热硫化后的力学性能相差不大;过渡层减薄1 mm后,单胎质量平均减少1.5 kg而不影响轮胎的主要性能。     

辐照乙烯-四氟乙烯共聚物的热老化性能

对吸收剂量为60 kGy、120 kGy和180 kGy的乙烯-四氟乙烯共聚物(ETFE)样品进行270℃热老化处理,通过残炭率、热延伸、拉伸性能、体积电阻率和傅里叶变换红外光谱(FTIR)对热老化不同时间的样品进行测试和表征。结果表明:随着吸收剂量的增大,样品残炭率逐渐增大,热延伸逐渐减小,断裂拉伸应变呈现下降趋势,吸收剂量为120 kGy时,材料交联度最高;随着热老化时间延长,样品的拉伸强度和断裂拉伸应变均呈下降趋势,体积电阻率也呈下降趋势,在吸收剂量为120 kGy时ETFE体积电阻率最高,绝缘性能最优;FTIR表明辐射交联ETFE材料的非晶组分随热老化时间延长而先增加后降低。     

壳聚糖的敏化辐射降解

采用电子束辐照与敏化剂协同降解粉体壳聚糖,以制备具有良好生物活性的低分子量粉体壳聚糖。使用凝胶渗透色谱仪对壳聚糖的分子量进行测定;通过傅里叶变换红外光谱和X-射线衍射仪分别对降解后壳聚糖的化学性能包括主链结构和结晶度进行表征。实验结果表明,降解后的壳聚糖主链结构无明显变化,结晶度随分子量的减小而增大;在敏化剂存在的条件下,较低的吸收剂量(20 kGy)即可有效地降解粉体壳聚糖,得到数均分子量(M_n)为1 170的低分子量产物,且降解速率增大至1.51×10~(-5)。     

γ射线照射下延胡索乙素水溶液的辐射分解

本文研究了原小檗碱型生物碱延胡索乙素水溶液的γ辐射分解。测得吸收剂量大于1.8kGy时分解产额,G(-),为2.2±0.3,剂量小于1.8kGy时G(-)随吸收剂量减小而增大。研究了辐照溶液的紫外光谱变化。用低压柱层析法分离了主要辐解产物,并用测定熔点及光谱和质谱等手段鉴定了主要辐解产物之一是巴马亭。测得巴马亭的生成G值随吸收剂量增大而减小,且有明显的后效应。讨论了巴马亭的形成机制。     

用超临界二氧化碳发泡制备辐射交联聚乙烯微孔材料

利用辐射交联技术和超临界二氧化碳发泡技术,成功地制备了具有微孔结构的交联聚乙烯泡沫材料,并使用差示扫描量热仪(DSC)和扫描电子显微镜(SEM)对交联聚乙烯的熔点、结晶度以及泡沫的微孔形貌进行了表征.研究了吸收剂量、发泡温度和饱和压力对泡孔结构的影响.实验发现,吸收剂量为50 kGy时交联聚乙烯泡沫具有最精细的泡孔结构;发泡温度越高交联聚乙烯泡沫的孔径越大、孔密度越小;饱和压力越高,泡沫的孔径越小、孔密度越大.聚乙烯经过辐照交联后热稳定性显著提高,发泡温度范围明显增加.     

钴-60伽马射线辐照对甲酸分离玉米芯成分的影响

采用~(60)Co γ射线辐照玉米芯至吸收剂量分别为200、400、800 kGy,研究辐照对甲酸分离玉米芯纤维素、木质素和木聚糖的影响,并对甲酸分离获得的纤维素、木质素进行纯度测定和傅里叶红外光谱(FT-IR)分析。实验结果表明,随着吸收剂量升高,玉米芯粉碎能耗降低,纤维素和木聚糖降解程度增大,800 kGy处理后的玉米芯纤维素和木聚糖比对照组(0 kGy)分别下降27.68%和42.19%。随吸收剂量的增加,甲酸分离木质素提取率无显著变化,纤维素提取率降低,木糖提取率升高,200、400、800 kGy处理后木糖提取率比对照组分别升高14.45%、41.10%和58.63%;纤维素和木质素纯度也随吸收剂量升高而增加,200、400、800kGy处理后,纤维素纯度比对照组分别升高5.77%、14.53%和18.51%;木质素纯度比对照组分别升高7.50%、16.11%和18.79%。FT-IR分析表明,随着吸收剂量增加,纤维素结晶指数和木质素中羟基含量均呈下降趋势。结果说明,辐照结合甲酸处理能够有效分离玉米芯三组分,为玉米芯全组分的高效利用提供技术支撑。     

SBS的辐照效应研究

研究了室温下苯乙烯-丁二烯-苯乙烯（Styrene-Butadiene-Styrene.SBS）在^60Coγ射线下的辐照效应。采用傅立叶红外光谱（Fourier-transform infrared spectroscopy,FT-IR）、差示扫描分析（Differential scanning calorimetry,DSC）、热重分析（Thermal gravimetric analysis,TG）、扫描电镜（Scaning electron microscopy,SEM）、动态剪切流变（Dynamic shear rheology,DSR）等分析方法对辐照产物进行了表征。辐照产物经红外光谱分析,未发现有氧化物生成;SBS辐照后发生交联反应,随着吸收剂量的升高,不溶于甲苯的交联SBS量增加;DSC和TG表明辐照后材料的柔性聚丁二烯嵌段和刚性聚苯乙烯嵌段的玻璃化温度向高温方向移动,同时有更高的玻璃化温度点形成,耐高温物质量增加;动态剪切流变分析表明辐照后出现新的网络松弛行为,吸收剂量越高,材料的损耗因子峰越明显;辐照后SBS剪切粘度变大,储能模量增加,损耗模量下降,材料的温度敏感性下降;扫描电镜分析表明SBS辐照后抗氧化性能也得到了提高。     

聚丙烯的γ辐射效应

本文研究了在室温下,真空或空气存在时γ射线对等规聚丙烯片的辐照效应。其中包括物理、热性质以及红外光谱的变化。并通过红外光谱计算了结晶度的改变,通过热熔解曲线计算了熔点的改变。还特别比较了上述两种条件下照射后的贮存时间效应。 计算了聚丙烯的射辐交联G值和裂解G值分别为G(交联)= 0.202,G(裂解))= 0.243。 实验结果表明,等规聚丙烯在空氧中辐照主要是裂解反应。当吸收剂量大于100 kGy时,伸张强度完全丧失。当吸收剂量为25 kGy时,存放三个月后则完全失去机械强度。而在真空条件下辐照的样品,其机械强度的改变要小得多。     

辐射硫化对三元乙丙橡胶力学性能的影响

以三元乙丙橡胶(Ethylene propylene dine terpolymer rubber,EPDM)为基材,三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯(Trimethylopropane trimethylacrylate,TMPTMA)为交联敏化剂,采用60Co对其进行辐射硫化。研究了不同吸收剂量、不同TMPTMA用量对EPDM的凝胶分数和力学性能的影响,并通过热空气老化测试和热重分析,研究了辐射硫化橡胶与化学硫化橡胶耐老化性和热稳定性。结果表明:随着TMPTMA用量的增加,EPDM的凝胶分数增加,适宜用量为EPDM质量的8%。吸收剂量在120 kGy以下时,拉伸强度、伸长率为100%时的弹性模量及邵氏A硬度随着剂量的增加而增加,而断裂伸长率减小,合适的吸收剂量为约80 kGy。热空气老化后,化学硫化橡胶的拉伸强度及断裂伸长率迅速下降,而辐射硫化橡胶的拉伸强度先增加后减小,断裂伸长率缓慢降低。热重分析结果显示,化学交联的EPDM在430℃-480℃发生热分解,辐射硫化交联的EPDM的热分解温度为480℃-530℃。这些结果表明辐射硫化橡胶比化学硫化橡胶的耐老化性能和热稳定性好。     

吸收剂量对二聚酸型聚酰胺结构及性能的影响

采用高能电子束研究不同吸收剂量对二聚酸型聚酰胺结构及性能的影响。结果表明：随着吸收剂量的增加，二聚酸型聚酰胺分子结构中C=C参与辐射交联，二聚酸型聚酰胺的软化点、凝胶含量、旋转黏度升高明显，同时差示扫描量热法（DSC）的熔融峰Tm向高温移动，DSC熔融焓ΔHm有下降的趋势。由流变学数据可知，随着吸收剂量增加，黏度η和G’与G"的交点对应温度T_j升高明显，当吸收剂量为0 kGy时，黏度η为（195±5） Pa·s,T_j为118.2℃；当吸收剂量升高到120 kGy时，黏度η升高到（1 500±50） Pa·s,T_j达到144.7℃。     

辐照交联对膨胀阻燃剂/乙烯-辛烯共聚物复合材料力学性能及阻燃绝缘性能的影响

采用机械共混法向乙烯-辛烯共聚物中添加不同含量的膨胀阻燃剂(聚磷酸铵、季戊四醇、三聚氰胺),然后采用电子束辐照,制备出交联型膨胀阻燃复合材料。通过极限氧指数、热失重、燃烧性能等参数表征电子束辐照交联对其阻燃性能的影响。结果表明,辐照交联后,复合材料的氧指数提高1~2;对力学性能而言,断裂伸长率随着吸收剂量的增加呈现下降趋势,拉伸强度则呈现上升趋势;对热释放的影响,复合材料的燃烧过程缩短,释热、释烟更为集中,在200 kGy吸收剂量下辐射交联后,总热释放量由94.8 MJ/m~2下降至79.1 MJ/m~2,总烟释放量由1 122.9 m~2/m~2下降至928.4 m~2/m~2,燃烧过程缩短约25%,CO释放率由0.062 2kg/kg下降至0.043 9 kg/kg,CO_2生成率由1.44 kg/kg上升至1.51 kg/kg;对绝缘性能而言,随着吸收剂量的增加,材料的体积电阻率变化幅度很小,提示辐照对材料的绝缘性能影响很小。