Реакции полимеризации и модификация полимеров ионизирующим излучением

Ионизирующее излучение стало наиболее эффективным средством модификации природных и синтетических полимеров посредством сшивания, деструкции и прививочной полимеризации. Этот обзор включает подробный анализ механизмов радиационной химии и кинетики полимеризации и прививки, инициируемых радиацией и протекающих через свободные радикалы, анионы и катионы с углеродным реакционным центром. В нем также представлены разделы, посвященные радиационной модификации синтетических и природных полимеров. На протяжении десятилетий ионизирующее излучение с низкой линейной передачей энергии (LLET), такое как гамма-излучение, рентгеновское излучение и электронные пучки с энергией до 10 МэВ, оставалось основным инструментом получения множества продуктов посредством реакций полимеризации. Взаимодействие фотонов и электронов с полимерами осуществляется по различным механизмам. Если взаимодействие фотонов гамма- и рентгеновского излучения происходит главным образом посредством фотоэлектрического эффекта, комптоновского рассеяния и рождения пар, то взаимодействие высокоэнергетических электронов протекает за счет кулоновских взаимодействий. Независимо от типа излучения, используемого для обработки материалов, — фотонов или высокоэнергетических электронов — в обоих случаях образуются ионы и электроны. Взаимодействие электронов с мономерами происходит менее чем за одну наносекунду. В зависимости от мощности дозы (доза определяется как поглощенная энергия излучения на единицу массы) можно контролировать кинетическую длину цепи роста, что позволяет в определенной степени управлять степенью полимеризации. При воздействии высокоэнергетического излучения на полимеры в объеме наблюдаются противоположные типы поведения: в зависимости от химической природы и физических характеристик материала доминирует либо сшивание, либо расщепление цепей. Полимеры в растворе подвергаются косвенным воздействиям, обусловленным радиолизом среды. Аналогично, при радиационно-индуцированной полимеризации, в зависимости от мощности дозы, свободные радикалы, образующиеся на полимерных цепях, могут вступать в различные реакции, такие как меж- и внутримолекулярное сочетание или меж- и внутримолекулярная диспропорционизация, β-распад цепи. Эти реа...