Sinaran dan Polimer Industri Jenis Tindak Balas Terlibat

Tindak balas yang dimulakan sinaran boleh dikelaskan secara kategori sebagai dua jenis: (1) pemautan silang dan pemotongan dan (2) cantuman dan pengawetan.

Pautan silang ialah pembentukan ikatan antara molekul rantai polimer.Darjah silang silang adalah berkadar dengan dos sinaran.Ia tidak memerlukan kumpulan tak tepu atau kumpulan lain yang lebih reaktif.Dengan beberapa pengecualian (seperti dalam polimer yang mengandungi aromatik), ia tidak banyak berbeza dengan struktur kimia.Ia tidak banyak berbeza dengan suhu.Walaupun mekanisme penyambungan silang melalui sinaran telah dikaji sejak penemuan awalnya, masih belum ada persetujuan yang meluas mengenai sifatnya yang tepat.Mekanisme pemautan silang secara amnya berbeza dengan polimer yang berkenaan.Mekanisme yang diterima secara universal melibatkan pembelahan ikatan C–H pada satu rantai polimer untuk membentuk atom ahidrogen, diikuti dengan pengabstrakan atom hidrogen kedua daripada rantai jiran untuk menghasilkan hidrogen molekul.Kemudian dua radikal polimer bersebelahan bergabung untuk membentuk pautan silang. Kesan keseluruhan pautan silang ialah jisim molekul polimer secara berterusan meningkatkan dos dengan sinaran, membawa kepada rantai bercabang sehingga, akhirnya rangkaian polimer tiga dimensi terbentuk apabila setiap rantai polimer dipautkan. kepada rantai lain.

Sebaliknya, pemotongan ialah proses berlawanan penyambung silang di mana pemecahan ikatan C-C berlaku.Pautan silang meningkatkan berat molekul purata manakala proses terakhir mengurangkannya.Jika tenaga sinaran adalah tinggi, pemecahan rantai berlaku melalui belahan ikatan C–C.Walau bagaimanapun, dalam medium larutan berudara, cara pemotongan mekanistik diteruskan melalui cara tidak langsung.Radikal bebas polimer dihasilkan oleh radikal bebas pelarut, yang sudah terbentuk melalui sinaran. Penambahan oksigen dengan radikal bebas polimer membentuk spesies peroksi, yang pada penguraian membentuk molekul yang lebih kecil.Degradasi oksidatif polimer bergantung kepada pelarut dalam sistem.Sebenarnya, degradasi polimer bersaing dengan pengoksidaan pelarut.

Cantuman ialah kaedah di mana monomer diperkenalkan secara sisi pada rantai polimer di mana memastikan adalah pempolimeran pantas campuran monomer oligomer untuk membentuk salutan, yang pada asasnya terikat oleh daya fizikal kepada substrat.Dalam bentuk yang paling mudah, kaedah sedemikian melibatkan sistem heterogen, substratnya ialah filem, gentian atau serbuk, dengan monomer sebagai cecair aneat, wap atau larutan.Terdapat hubungan rapat antara cantuman dan pengawetan walaupun terdapat perbezaan tertentu.Sebenarnya, tiada had masa untuk proses cantuman.Ia boleh mengambil masa beberapa minit, jam atau bahkan hari, manakala pengawetan adalah proses yang biasanya sangat cepat berlaku dalam pecahan saat.Dalam cantuman, ikatan C–C kovalen terbentuk manakala dalam pengawetan, ikatan biasanya melibatkan daya serakan yang lebih lemah der Waals atau London.Ikatan van der Waals beroperasi pada jarak di mana terdapat sedikit atau tiada pertindihan atau pertukaran dan ia biasanya dikaitkan dengan tenaga yang lebih kecil.Walau bagaimanapun, ikatan kovalen, berkesan pada jarak internuklear yang kecil dan dikaitkan dengan pertindihan elektron, pertukaran, dan akibatnya tenaga yang lebih tinggi.Satu lagi aspek penting dalam tindak balas pengawetan ialah kemungkinan cantuman serentak dengan pengawetan berlaku yang membawa kepada peningkatan sifat produk siap, terutamanya dalam lekatan dan fleksibiliti.

Cantuman diteruskan dalam tiga cara berbeza: (a) pra-penyinaran;(b) peroksidasi dan (c) teknik penyinaran bersama.Dalam teknik pra-penyinaran, tulang belakang polimer pertama disinari dalam vakum atau dengan kehadiran gas lengai untuk membentuk radikal bebas.Substrat polimer yang disinari kemudiannya dirawat dengan monomer, yang sama ada cecair atau wap atau sebagai larutan dalam pelarut yang sesuai.Walau bagaimanapun, dalam kaedah cantuman peroksidasi, polimer batang tertakluk kepada sinaran tenaga tinggi dengan kehadiran udara atau oksigen.Hasilnya ialah pembentukan hidroperoksida atau diperoksida bergantung pada sifat tulang belakang polimer dan keadaan penyinaran.Produk peroksi, yang stabil, dirawat dengan monomer pada suhu yang lebih tinggi, di mana peroksida mengalami toradikal penguraian, yang kemudiannya memulakan cantuman.Kelebihan teknik ini ialah produk peroksi perantaraan boleh disimpan untuk tempoh yang lama sebelum melakukan langkah cantuman.Sebaliknya, dengan teknik penyinaran bersama, polimer dan monomer disinari secara serentak untuk membentuk radikal bebas dan dengan itu penambahan berlaku.Oleh kerana monomer tidak terdedah kepada sinaran dalam teknik pra-penyinaran, kelebihan jelas kaedah itu ialah ia secara relatifnya bebas daripada masalah pembentukan homopolimer yang berlaku dengan teknik serentak.Walau bagaimanapun, kelemahan yang diputuskan bagi teknik pra-penyinaran ialah pemotongan polimer asas kerana penyinaran langsungnya, yang kebanyakannya menghasilkan pembentukan kopolimer blok dan bukannya kopolimer cantuman.