電子束聚合（electron beam polymerization） 是用電子束照射單體引起的聚合反應。電子束輻照物質時，分子吸收能量發生電離（或電子受激躍遷）而被活化，隨後產生自由基、正離子或負離子活性種而引發單體聚合。一般電子束的穿透力比γ射線的低，特別是能量低與500kV以下的電子束只引發很薄一層單體聚合。低能電子束聚合可廣泛用於塗料固化及材料表面加工。
基本介紹
- 中文名：電子束聚合
- 外文名：electron beam polymerization
- 釋義：電子束照射單體引起的聚合反應
- 套用：塗料固化及材料表面加工
- 屬於：高分子聚合
- 產生：自由基、正離子或負離子活性種
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電子束接枝聚合
接枝聚合是使高分子材料生成自由基 ，並與其它單體接枝聚合的技術。 接枝聚合可在保持基材強度等 基本物性的同時，賦予基材新功能。 但是，要使纖維、塑膠等固體材料，生成可接枝反應的自由基並不容易，必須要先使其活化。使基材活化的方法有過氧化物等化學法（利用熱）、 紫外線法、低溫電漿法、放射線法等 ，如下圖所示。
活化方法
採用化學法 ， 因固體材料需要溶劑膨潤，很難使各種高分子材料活化，且要使用聚合引發劑，導致反應體系內易產生大量的均聚物 。 紫外線法需使用光敏劑，且只能使基材表面 改性。 低溫電漿法同樣也只能進行表面改性，若採用真空處理 ，或在大氣中連續處理，則設備成本較高。放射線法可使各種高分子材料從表面到內部生成自由基 ，亦可 控制自由基的生成量 ，如用γ線法 ，但該法存在設備規模大 、照射時 間長等 問題 。
放射線中 ，電子束的滲透力比γ射線低 ，但對纖維類的片狀基材己經足夠。電子束照射通常在大氣壓下進行，照射時間以秒為單位 ， 電子束的開關可控制 ，安全性高 ， 適於工業生產。
電子束照射裝置原來主要採用高電壓電子加速器大型裝置 ，近年來，隨著低電壓 電子加速器的開發 ， 裝置 逐漸趨於小型化。這類裝置 已套用在各種製造工程 ， 如：橡膠廠用於橡膠的預交聯反應 ， 以製造汽車輪胎；電線廠用於提高電線包覆材料的耐熱性；造紙廠用於固化紙張表面塗層的樹脂組分。但是在纖維功能整理方面，該類裝置尚未付諸實施 。
電子束聚合方法分類
以纖維等固體高分子材料為基材的接枝聚合法可分為：
1、預照射法 ， 即基材先經電子束照射 ，再在無氧氣氛中浸漬單體溶液中 ，進行後聚合；
2、同時照射法 ，基材浸漬單體溶液後 ，再進行電子束照射。這些反應都必須在無氧 的密閉槽 內進行 ， 因此，密閉槽內的單體溶液需要用氮氣保護 。在接枝試驗中，採用同時照射法時，疏水性纖維基材在親水性單體水溶液中難以潤濕 ，浸漬單體不充分，經電子束照射後，造成接枝不均勻。若採用預照射法 ，纖維基材照射後浸於單體水槽進行後聚合 ，單體溶液呈現粘稠狀態，會產生均聚物，使單體不能有效利用 。
為解決這些問題，以狹窄的膜間為反應槽，在兩高分子膜之間夾入單體溶液和基材 ，形成薄層單體水 溶液 ， 利用 電子束的滲透能力 ， 從膜可照射電子束進行後聚合，使基材整體均勻接枝 。 用膜夾層狀態進行 處理 的優點有：（1）單體溶液被強制性地 附著於纖維基材，可提高反應的均勻性；（2） 單體溶液只供給纖維 基材接枝必 需量 ，不產生浪費；（3）用膜可抑制空氣中氧的進入，可在空氣中進行後聚合，而不 需使用氮氣保護 。此方法稱為膜封方式電子束接枝聚合法 。
電子束聚合乾燥
化學性乾燥如氧化乾燥，熱聚合乾燥、催化聚合乾燥、電子束聚合乾燥，光聚合乾燥等均屬於化學性乾燥。氧化乾燥是指塗層與空氣中的氧進行氧化聚合反應而達到乾燥的漆種，如油性漆、酯膠漆、酚醛漆、醇酸漆等。這些漆種的塗層在自然條件下2~6小時可達表乾，24~36小時達實幹。熱聚合乾燥是指該漆中的塗層靠加熱聚合方可乾燥，如熱固性氨基醇酸漆、熱固性丙烯酸漆等。催化聚合乾燥指使用催化劑、固化劑才能使塗層乾燥的漆種，如雙組分聚氨酯漆、不飽和聚酯漆等。電子束聚合乾燥指照射電子束後，使塗料產生活性游離基引發聚合反應而乾燥，主要指電子束照射塗料的乾燥。光聚合乾燥是指靠一定波長的光線照射後才能聚合乾燥，如感光千燥的塗料。
