З розвитком індустріалізації забруднення стає надзвичайно важливою проблемою для людства.У Green drive, тобто зробити світ вільним від забруднення, радіаційні технології займають важливе місце.Ядерне випромінювання входить у багато хімічних процесів.«Полімеризація», «щеплення» та «затвердіння», важливі хімічні процеси в галузі полімерів, можуть відбуватися за допомогою радіаційних методів.Радіаційна технологія є кращою перед іншими звичайними джерелами енергії через певні причини, наприклад, великі реакції, а також якість продукту можна контролювати, заощаджуючи енергію та ресурси, чисті процеси, автоматизацію та економію людських ресурсів тощо. Крім цього, радіація є також хороша техніка стерилізації порівняно з іншими звичайними методами стерилізації.Опромінення ними полімерів може застосовуватися в різних галузях.У цьому огляді увага зосереджена насамперед на чотирьох секторах, тобто біомедичній, текстильній, електричній та мембранній технологіях.
Від епохи каменю та металів ми прийшли до епохи атомної енергії та полімерів.Дійсно, ми живемо у світі полімерів.Тому вчені та технологи назвали цю епоху «полімерним віком».На кожному кроці нашого повсякденного життя ми стикаємося з речами, які є плодами полімерних досліджень.Постійне розширення застосування полімерів у повсякденному житті протягом останніх кількох десятиліть загалом визнається вченими та технологами як змішане благо.Незважаючи на те, що робота в цій галузі хімії була розпочата в середині минулого століття, вона була настільки швидкою, а застосування настільки корисним і універсальним, що кількість полімерних систем є величезною.
Останні три десятиліття також стали свідками появи ядерного випромінювання як потужного джерела енергії для хімічної обробки.Таким чином, його можна застосовувати в різних галузях промисловості.Той факт, що радіація може ініціювати хімічні реакції або знищувати мікроорганізми, призвів до широкомасштабного використання радіації в різних промислових процесах.Ядерне випромінювання є іонізуючим, яке при проходженні через речовину дає позитивні іони, вільні електрони, вільні радикали та збуджені молекули.Захоплення електронів молекулами також може привести до утворення аніонів.Таким чином, для хіміка стає доступним цілий ряд реактивних речовин.
Процеси, засновані на радіації, мають багато переваг перед іншими звичайними методами.Для процесів ініціації радіація відрізняється від хімічної ініціації.При радіаційній обробці не потрібні каталізатори чи добавки для ініціювання реакції.Як правило, при радіаційній техніці поглинання енергії основним полімером ініціює вільний радикальний процес.При хімічній ініціації вільні радикали утворюються шляхом розкладання ініціатора на фрагменти, які потім атакують основний полімер, що призводить до утворення вільних радикалів.Сакурада [1] порівняв ефективність двох процесів і оцінив, що однакова кількість ініціюючих радикалів утворюється в одиницю часу при дозі радіації 1 рад/с або хімічному ініціаторі, наприклад бензоїлпероксиді, у концентрації 0,01 М .Проте хімічна ініціація обмежена концентрацією та чистотою ініціаторів.Однак у випадку радіаційної обробки потужність дози випромінювання може варіюватися в широких межах і, таким чином, реакцію можна краще контролювати.На відміну від методу хімічної ініціації, радіаційно-індукований процес також вільний від забруднення.Хімічне ініціювання часто викликає проблеми, що виникають через локальний перегрів ініціатора.Але в радіаційно-індукованому процесі утворення вільних радикалів на полімері не залежить від температури, а лише залежить від поглинання проникаючого високоенергетичного випромінювання полімерною матрицею, отже, радіаційна обробка не залежить від температури або, в іншими словами, ми можемо сказати, що це процес ініціації з нульовою енергією активації.
Оскільки каталізатор або добавки не потрібні, можна зберегти чистоту продуктів переробки.За допомогою радіаційної обробки можна краще регулювати молекулярну масу продуктів.Радіаційні методи також мають можливість ініціювання в твердих субстратах.Готові вироби також можна модифікувати радіаційним методом.
Однак енергія ядерного випромінювання є дорогою, але дуже ефективною для здійснення хімічних реакцій.Вартість одиниці встановленої енергії випромінювання набагато вища, ніж вартість звичайної теплової або електричної енергії.Незважаючи на цей факт, використання енергії ядерного випромінювання довело свою перевагу та економічну ефективність у ряді хімічних процесів порівняно з іншими формами енергії, такими як тепло або електрична енергія.Радіаційні методи мають хорошу ефективність щодо потужності та потребують лише невеликого простору для встановлення.
Застосування випромінювання до полімерів може бути використане в різних галузях промисловості, наприклад, біомедичній, текстильній, електричній, мембранній, цементній, покриттях, гумових виробах, шинах і дисках, піні, взутті, друкарських рулонах, аерокосмічній і фармацевтичній промисловості.У цьому огляді увага зосереджена насамперед на чотирьох секторах: біомедичні, текстильні, електричні та мембранні технології.
Час публікації: 12 березня 2020 р