γ射线辐照改性聚碳硅烷提高热解陶瓷产率

在N2气中用γ射线对聚碳硅烷(Polycarbosilane,PCS)进行辐照,利用傅里叶红外光谱分析、凝胶渗透色谱分析和热重分析等手段研究了不同吸收剂量下PCS的化学结构、分子量和热分解特性。结果显示,经γ射线辐照处理后的PCS轻微失重,分子量和软化点随着吸收剂量的增加而增加,说明PCS经辐照后发生了分子间的交联反应。红外分析表明,PCS的交联主要是通过Si-H键和C-H键的断裂产生新的Si-C-Si结构实现的。热重分析表明,PCS热解为碳化硅的陶瓷产率随吸收剂量的增加显著升高,剂量达到1.5 MGy后PCS样品的陶瓷产率基本提高到稳定值,此时,陶瓷产率从改性前的61.9%提高到80.0%。     

电子束辐照超高分子量聚乙烯在加速老化过程中的自由基演变

经过辐照处理的医用超高分子量聚乙烯（UHMWPE）必须通过加速老化试验的验证才能达到植入人体使用的要求,但在加速老化过程中,UHMWPE材料的自由基演化机制尚不明确。本研究从自由基角度出发,对现有加速老化方法的效果进行了系统分析。利用电子顺磁共振波谱研究了电子束辐照交联UHMWPE在加速老化过程中的自由基浓度和组成的变化,分析了自由基在该过程中的演变机理,对比分析了自由基在室温空气和70℃氮气中的演变机理。结果表明：加速老化评估方法有很大的局限性,辐照交联UHMWPE表层和内部的自由基在室温空气环境中的演变与在加速老化环境中的演变有显著区别,氧诱导自由基（OIR）的生成率在室温空气环境中约为2%,在加速老化环境中约为0.3%。OIR自由基在室温空气中会稳定存在,而在加速老化环境中会被快速氧化。     

灭菌剂量下γ射线辐照对环烯烃共聚物的影响及机理研究

由乙烯和降冰片烯共聚合成的环烯烃共聚物（Cyclic Olefin Copolymer,COC）具有良好的透光性、水蒸气阻隔性,以及生物相容性,适用于医疗器械和药物包装领域。这类COC医疗用品通常采用辐照灭菌来确保生物安全性,然而辐射过程会使分子链断裂产生自由基,不可避免地会发生辐射裂解、氧化、变色等现象。因此,探究电离辐射引发的自由基反应导致的COC性能变化对COC医疗用品的辐照灭菌应用具有重要意义。为了研究辐照灭菌剂量下COC的辐射效应,考察了剂量范围内γ射线对COC的化学结构、自由基信号、玻璃化转变温度、热稳定性、分子量分布、表面性质以及熔融指数的影响。结果显示：在空气中COC经辐照产生的自由基浓度随着吸收剂量增大线性增加;随着吸收剂量的增大,包括羰基、羟基类化合物等辐射氧化产物的平均分子量减小,辐射降解占优势;同时COC表面亲水性增强,熔融指数增加。辐射导致的分子链断裂以及自由基的氧化反应是COC降解的主要原因。     

钴源与加速器辐照效应及辐照加工试验综合平台

辐照技术在核能、辐照灭菌和功能材料研发等应用领域具有独特的优势和不可替代的作用.本文主要介绍了中国科学院上海应用物理研究所钴源与加速器辐照效应及辐照加工试验平台.其中,0.5 MeV电子辐照试验装置可用于薄膜及纤维类等样品的连续辐照加工;1.5 MeV电子辐照试验装置主要用于小尺寸产品的间歇式辐照试验,并在第三代核电站...     

聚丙烯腈纳米纤维的辐射氧化及热性能变化

采用静电纺丝法制备出平均直径300nm左右的聚丙烯腈(PAN)纤维,利用γ射线在室温及空气气氛中对PAN纳米纤维进行辐照处理,吸收剂量50~500kGy。采用红外光谱仪、X射线光电子能谱仪、差示扫描量热仪及热失重分析仪研究了辐射氧化对PAN纳米纤维结构以及热性能的影响。结果表明,辐射氧化可直接在PAN纳米纤维分子链上引入含氧官能团,有利于预氧化过程中脱氢反应的发生。同时可在室温下引发PAN纳米纤维的部分环化反应生成-C=N-共轭结构,其含量随吸收剂量的增加而增加,可有效降低环化放热峰的强度并缓和放热行为。这些结果表明辐射氧化工艺在碳纳米纤维制造领域有很好的潜在应用价值。     

伽马射线辐照技术制备石墨烯基功能材料的研究进展

综述了近年来利用伽马射线辐照技术在石墨烯及其衍生物的修饰改性、结构设计及功能应用等方面的研究进展,重点介绍了在液相体系和固相体系中,利用伽马射线辐照诱发的不同化学效应制备石墨烯及功能材料的研究工作,并展望了伽马射线辐照技术在石墨烯基材料研究与应用的发展前景。     

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。     

三种市售医用一次性防护服的γ射线辐照后效应

探讨了聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氨基甲酸酯(PET/PU)、聚丙烯/聚乙烯(PP/PE)、聚乙烯(PE)三种不同材质医用防护服辐照灭菌的辐照后效应及辐照对防护服材料性能的影响。通过扫描电镜、表面接触角、断裂拉伸性能测试和电子自旋共振谱等表征方法,系统研究了医用防护服材料辐照灭菌后表面形貌、亲水性、力学性能和自由基的变化。结果表明:PET/PU、PP/PE、PE材质的防护服经γ射线辐照后,微观形貌没有很明显改变,材料表面疏水性下降,接触角分别降低2.8%、7.9%和17.8%;灭菌剂量(≤50 kGy)下γ射线辐射对PET/PU的拉伸性能影响不大,而PP/PE和PE的拉伸性能随着吸收剂量的增加而不同程度地降低;经辐照灭菌的防护服在贮存一个月后拉伸断裂强力和断裂伸长率变小。PP/PE和PE被辐照后产生的自由基信号强度随着吸收剂量的增加而增强,自由基浓度随贮存时间迅速降低,一个月后趋于稳定。     

银纳米团簇复合材料的辐射法制备及性能研究

银纳米团簇作为一种新兴的纳米材料，由于其极小的尺寸，表现出独特的物理化学性能，得到了广泛的关注。本文利用辐射技术设计了一种简单有效的银纳米团簇复合材料的制备方法。利用聚丙烯酸类聚合物分子链携带的羧基，通过辐射还原直接获得了银纳米团簇水溶液。基于辐射接枝技术，将聚丙烯酸模板接枝到不同基体材料上得到固体模板。利用固体模板代替水溶性模板材料，实现了银纳米团簇在固体模板上的原位合成，直接得到银纳米团簇复合材料。制备的银纳米团簇及其复合材料依旧保有银纳米团簇光致发光及催化活性，在金属离子检测和催化4-硝基酚还原加氢具有应用潜力。同时，基体材料的结构与银纳米团簇也会形成协同作用，提高银纳米团簇的使用性能。利用辐射技术简化银纳米团簇复合材料的合成路线，对于不同基体材料具有普适性，扩宽了银纳米团簇复合材料的潜在应用领域。