Säteilyn aiheuttamat reaktiot voidaan luokitella kategorisesti kahteen tyyppiin: (1) silloittuminen ja halkeaminen ja (2) oksastus ja kovetus.
Silloitus on polymeeriketjujen molekyylien välistä sidoksen muodostumista.Silloitusaste on verrannollinen säteilyannokseen.Se ei vaadi tyydyttymättömiä tai muita reaktiivisempia ryhmiä.Joitakin poikkeuksia lukuun ottamatta (kuten aromaatteja sisältävissä polymeereissä) se ei vaihtele suuresti kemiallisen rakenteen mukaan.Se ei vaihtele suuresti lämpötilan mukaan.Vaikka säteilyn aiheuttamaa ristisilloitusmekanismia on tutkittu sen alkuperäisestä keksimisestä lähtien, sen tarkasta luonteesta ei ole vieläkään laajaa yksimielisyyttä.Silloitusmekanismi vaihtelee yleensä kyseessä olevien polymeerien mukaan.Yleisesti hyväksytty mekanismi sisältää yhden polymeeriketjun C-H-sidoksen katkeamisen vetyatomin muodostamiseksi, mitä seuraa toisen vetyatomin poistaminen viereisestä ketjusta molekyylivedyn tuottamiseksi.Sitten kaksi vierekkäistä polymeeriradikaalia yhdistyvät muodostaen ristisidoksen. Silloittumisen kokonaisvaikutus on, että polymeerin molekyylimassa kasvaa tasaisesti säteilyannoksen myötä, mikä johtaa haaroittuneisiin ketjuihin, kunnes lopulta muodostuu kolmiulotteinen polymeeriverkko, kun jokainen polymeeriketju on kytketty toiseen ketjuun.
Sitä vastoin halkeaminen on päinvastainen silloittumisprosessi, jossa tapahtuu C-C-sidosten repeäminen.Silloitus lisää keskimääräistä molekyylipainoa, kun taas jälkimmäinen prosessi vähentää sitä.Jos säteilyn energia on korkea, tapahtuu ketjun katkeaminen C-C-sidoksen katkeamisen kautta.Ilmastetussa liuosväliaineessa mekaaninen leikkaustapa etenee kuitenkin epäsuorasti.Polymeeriset vapaat radikaalit syntyvät liuotinvapaista radikaaleista, jotka muodostuvat jo säteilyn vaikutuksesta. Hapen lisäys polymeeristen vapaiden radikaalien kanssa muodostaa peroksilajin, joka hajoaessaan muodostaa pienempiä molekyylejä.Polymeerien oksidatiivinen hajoaminen riippuu järjestelmän liuottimista.Itse asiassa polymeerin hajoaminen kilpailee liuottimen hapettumisen kanssa.
Oksastus on menetelmä, jossa monomeerit viedään sivusuunnassa polymeeriketjuun, jossa varmistus on oligomeerimonomeeriseoksen nopeaa polymerointia pinnoitteen muodostamiseksi, joka on olennaisesti fysikaalisten voimien sidottu alustaan.Yksinkertaisimmassa muodossa tällaiset menetelmät käsittävät heterogeenisiä systeemejä, joiden substraatti on kalvo, kuitu tai jopa jauhe, jolloin monomeeri on sulatettuna nesteenä, höyrynä tai liuoksena.Varttamisen ja kuivatuksen välillä on läheinen yhteys, vaikka niissä on tiettyjä eroja.Itse asiassa varttamisprosessilla ei ole aikarajaa.Se voi kestää minuutteja, tunteja tai jopa päiviä, kun taas kovettuminen on yleensä erittäin nopea prosessi, joka tapahtuu sekunnin murto-osassa.Oksastuksessa muodostuu kovalenttisia C–C-sidoksia, kun taas kovettumisessa sidokseen liittyy yleensä heikompia van der Waalsin tai Lontoon dispersiovoimia.van der Waalsin sidos toimii etäisyyksillä, joilla on vähän tai ei ollenkaan päällekkäisyyttä tai vaihtoa ja se liittyy yleensä pienempiin energioihin.Kovalenttinen sidos on kuitenkin tehokas pienillä ytimien välisillä etäisyyksillä ja liittyy elektronien päällekkäisyyteen, vaihtoon ja siten suurempiin energioihin.Toinen tärkeä näkökohta kovettumisreaktioissa on mahdollisuus, että samanaikainen oksastus kovettumisen kanssa johtaa valmiin tuotteen ominaisuuksien parantumiseen, erityisesti tarttuvuuden ja joustavuuden suhteen.
Varttaminen tapahtuu kolmella eri tavalla: (a) esisäteilytys;b) peroksidaatio ja c) keskinäinen säteilytystekniikka.Esisäteilytystekniikassa ensimmäinen polymeerirunko säteilytetään tyhjiössä tai inertin kaasun läsnä ollessa vapaiden radikaalien muodostamiseksi.Säteilytetty polymeerisubstraatti käsitellään sitten monomeerillä, joka on joko nestettä tai höyryä tai liuoksena sopivassa liuottimessa.Peroksidaatiooksastusmenetelmässä runkopolymeeri kuitenkin altistetaan korkeaenergiselle säteilylle ilman tai hapen läsnä ollessa.Tuloksena muodostuu hydroperoksideja tai diperoksideja riippuen polymeerirungon luonteesta ja säteilytysolosuhteista.Peroksituotteet, jotka ovat stabiileja, käsitellään sitten monomeerilla korkeammassa lämpötilassa, jolloin peroksidit läpikäyvät hajoamis-toradikaaleja, jotka sitten aloittavat oksastuksen.Tämän tekniikan etuna on, että väliperoksituotteita voidaan varastoida pitkiä aikoja ennen oksastusvaiheen suorittamista.Toisaalta molemminpuolisella säteilytystekniikalla polymeeri ja monomeerit säteilytetään samanaikaisesti vapaiden radikaalien muodostamiseksi ja näin tapahtuu lisäystä.Koska monomeerit eivät altistu säteilylle esisäteilytystekniikassa, tämän menetelmän ilmeinen etu on, että se on suhteellisen vapaa homopolymeerin muodostumisongelmasta, jota esiintyy samanaikaisessa tekniikassa.Esisäteilytystekniikan päätetty haittapuoli on kuitenkin peruspolymeerin halkeaminen sen suorasta säteilytyksestä, mikä saa aikaan pääasiassa lohkokopolymeerien muodostumisen oksaskopolymeerien sijaan.
Postitusaika: 03-03-2017