輻射降解聚合物（ radiation-degradable polymer）是指在高能射線作用下主鏈發生斷鏈相對分子質量降低的聚合物。聚合物在受輻照時不同程度地會發生主鏈斷裂，同時也發生側鏈斷裂，進而產生交聯。主鏈斷裂為主的稱為分解型，1，1-二取代乙烯類單體是降解為主的聚合物。如聚α-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯醯胺、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等。輻射降解聚合物不適於在輻射環境下使用。
基本介紹
- 中文名：輻射降解聚合物
- 外文名： radiation-degradable polymer
- 過程：在高能射線作用下主鏈發生斷鏈
- 舉例：聚甲基丙烯酸甲酯
- 注意：不適於在輻射環境下使用
- 斷裂方式：無規斷裂和端基斷裂
簡介,聚合物輻射降解原理,纖維素的輻射降解,
簡介
聚合物在輻射的電離作用下，發生分子鏈的斷裂，導致分子量降低，繼而出現高聚合物材料的熱性能和機械力學性能降低的現象，這就是輻射降解。矽然，輻射降解是輻射聚合和輻射交聯的逆過程，輻射聚合和輻射交聯會引發小分子的聚合，或者在現成的大分子鏈間形成新的化學鍵，而輻射降解則發生化學鍵的斷裂。
正是因為聚合物分子鏈的斷裂會導致力學性能及熱性能的降低，所以輻射降解並不如輻射聚合那樣受到人們的關注，對其進行的理淪研究和實際套用均更少一些。早期的研究主要是對聚甲基丙烯酸酯、含鹵聚合物等的輻射降解研究。聚四氟乙烯吸收100kGy的輻射劑量就會出現較嚴重的降解，通過輻射處理PTFE可以製成超細的PTFE粉末，將這種粉末與高品質的潤滑油混合，可以配製成耐高溫、耐腐蝕的高級潤滑油脂。
聚合物輻射降解原理
聚合物進行輻照時，交聯與降解通常同時發生，如降解占優勢，則此類聚合物稱為降解型聚合物。
輻射降解發生時，主鏈斷裂，每次斷裂形成兩個較小非均等的大分子，分子量降低。
輻照降解與熱降解有較大的區別。熱降解的主鏈斷裂有兩種途徑：無規斷裂和端基斷裂，後者可以看作加聚反應的逆反應。熱降解在一定溫度範圍內，可獲得單體分子；而輻射降解則為無規斷裂，不發生端基斷裂。
輻射導致的主鏈斷裂，有輻射的直接作用和間接作用。直接作用是輻射引發的自由基或離子直接引起斷裂；間接作用通常為氧化作用，自由基與氧氣作用，生成RO2·自由基．再經歷系列反應．導致主鏈斷裂。
氧化作用：R+O2·→RO2·
RO2· →—C=O，—COH，—COOH
一般而言，聚合物主鏈的重複單元中含叔、季碳原子、多鹵代碳原子，或在主鏈中含有—C—O—鍵、支化鏈．則趨向於輻射降解。
與輻射交聯相比，輻射降解的研究與套用相對較少，當前研究較多的為聚異丁烯、聚甲基丙烯酸甲酯(有機玻璃)、含鹵聚合物（如聚四氟乙烯）以及棉纖維類。
纖維素的輻射降解
纖維素（cellulose）是自然界中產暈最大的一種天然高分子，具有易降解、生物相容性等諸多優點，眾多的優點使其至今仍然無法為人造纖維材料所完全代替。隨著世界各國對環境污染問題的日益重視，纖維素這一具有生物叮降解性，且取之不盡、用之不竭的可再生資源受到越來越多的關注。目前纖維素的各種衍生物已被廣泛地套用在食品、造紙、醫藥衛生和石油工業等領域。但纖維素本身也有——些缺陷和不足，所以對纖維素及其衍生物進行改性的研究早巳廣泛開展，纖維素的輻射改性工要包括纖維素的輻射降解、輻射接枝及其衍生物的輻射誘導交聯。
許多研究顯示出纖維素是輻射降解的聚合物，纖維素吸收輻射能以後在纖維素分子鏈上產生自由基，由於這些自由基很難複合，所以輻照後發生主鏈斷裂，形成低分子量聚合物，同時結晶度也下降，無定形區增加。纖維素在固態下輻射降解以後聚合度隨劑量的變化如下圖所示。
聚合度隨劑量的變一些含植物纖維素的廢料已經套用輻射降解技術進行了一些實用化研究，但是由於輻射降解纖維素所需劑量高，產品附加值不高，一直沒有很好的商業化套用。近年來，電子束輻射技術在黏膠纖維的工業化套用中顯示出獨特的優點。
