Teollistumisen edetessä saastuminen on ihmiskunnan keskeinen ongelma.Green drivessa eli maailman saastuttamattomaksi tekemisessä säteilyteknologia ottaa tärkeän aseman.Ydinsäteily on osallistunut moniin kemiallisiin prosesseihin."Polymerointi", "oksastus" ja "kovettuminen", kaikki tärkeät kemialliset prosessit polymeerikentällä, voivat edetä säteilytekniikoiden avulla.Säteilytekniikkaa suositaan muihin tavanomaisiin energialähteisiin verrattuna joistakin syistä, esim. suuria reaktioita ja tuotteiden laatua voidaan hallita, säästää energiaa ja resursseja, puhtaita prosesseja, automatisointia ja henkilöresurssien säästöä jne. Tämän lisäksi säteily on myös hyvä sterilointitekniikka verrattuna muihin tavanomaisiin sterilointitekniikoihin.Polymeerien säteilytystä voidaan soveltaa useilla aloilla.Tässä katsauksessa huomio on kohdistunut ensisijaisesti neljään sektoriin eli biolääketieteen, tekstiili-, sähkö- ja kalvoteknologiaan.
Kiven ja metallien ajalta olemme tulleet ydinenergian ja polymeerien aikakauteen.Elämme todellakin polymeerien maailmassa.Tästä syystä tiedemiehet ja teknikot ovat kutsuneet tätä aikakautta "polymeerikaudeksi".Jokapäiväisessä elämässämme törmäämme asioihin, jotka ovat polymeeritutkimuksen hedelmiä.Polymeerien yhä laajempi käyttö jokapäiväisessä elämässä viime vuosikymmeninä on yleisesti tunnustettu siunaukseksi tiedemiesten ja tekniikkojen taholta.Vaikka työ aloitettiin viime vuosisadan puolivälissä, työ tällä kemian alalla on ollut niin nopeaa ja sovellus niin hyödyllistä ja monipuolista, että polymeerijärjestelmien määrä on valtava.
Viimeisten kolmen vuosikymmenen aikana on myös nähty ydinsäteilyn syntyä tehokkaana energianlähteenä kemiallisissa prosesseissa.Siten sitä voidaan soveltaa eri teollisuusalueilla.Se, että säteily voi käynnistää kemiallisia reaktioita tai tuhota mikro-organismeja, on johtanut säteilyn laajamittaiseen käyttöön erilaisissa teollisissa prosesseissa.Ydinsäteily on ionisoivaa, joka kulkiessaan aineen läpi tuottaa positiivisia ioneja, vapaita elektroneja, vapaita radikaaleja ja virittyneitä molekyylejä.Elektronien sieppaus molekyylien avulla voi myös aiheuttaa anioneja.Näin ollen koko joukko reaktiivisia lajeja tulee kemistin leikkiä varten.
Säteilypohjaisilla prosesseilla on monia etuja muihin perinteisiin menetelmiin verrattuna.Initiaatioprosesseissa säteily eroaa kemiallisesta initiaatiosta.Säteilykäsittelyssä ei tarvita katalyyttiä tai lisäaineita reaktion käynnistämiseen.Yleensä säteilytekniikassa energian absorptio runkopolymeeriin käynnistää vapaaradikaaliprosessin.Kemiallisessa initiaatiossa vapaita radikaaleja syntyy, kun initiaattori hajoaa fragmenteiksi, jotka sitten hyökkäävät peruspolymeeriin, mikä johtaa vapaita radikaaleihin.Sakurada [1] vertasi näiden kahden prosessin tehokkuutta ja arvioi, että sama määrä initiaatioradikaaleja syntyy yksikköaikana säteilyannoksella 1 rad/s tai käytetään kemiallista initiaattoria, esim. bentsoyyliperoksidia, 0,01 M pitoisuudella. .Kemiallista initiaatiota rajoittaa kuitenkin initiaattoreiden pitoisuus ja puhtaus.Säteilykäsittelyssä säteilyn annosnopeutta voidaan kuitenkin vaihdella laajasti ja siten reaktiota voidaan hallita paremmin.Toisin kuin kemiallinen aloitusmenetelmä, säteilyn aiheuttama prosessi on myös vapaa kontaminaatiosta.Kemiallinen aloitus aiheuttaa usein ongelmia, jotka johtuvat initiaattorin paikallisesta ylikuumenemisesta.Mutta säteilyn aiheuttamassa prosessissa vapaiden radikaalien muodostuminen polymeeriin ei ole riippuvainen lämpötilasta, vaan se on riippuvainen vain polymeerimatriisin tunkeutuvan korkeaenergisen säteilyn absorptiosta, joten säteilykäsittely on lämpötilasta riippumatonta tai toisin sanoen voimme sanoa, että se on nollaaktivaatioenergiaprosessi aloitusta varten.
Koska katalyyttiä tai lisäaineita ei tarvita, jalostettujen tuotteiden puhtaus voidaan säilyttää.Säteilykäsittelyllä tuotteiden molekyylipainoja voidaan säädellä paremmin.Säteilytekniikoilla on myös kyky initioitua kiinteissä substraateissa.Valmiit tuotteet voivat myös olla modifioitavia säteilytekniikalla.
Ydinsäteilyenergia on kuitenkin kallista, vaikka se saa aikaan erittäin tehokkaasti kemiallisia reaktioita.Asennetun säteilyenergian yksikköhinta on paljon korkeampi kuin perinteisen lämmön tai sähköenergian.Tästä huolimatta ydinsäteilyenergian käyttö on osoittautunut paremmaksi ja kustannustehokkaaksi useissa kemiallisissa prosesseissa verrattuna muihin energiamuotoihin, kuten lämpö- tai sähköenergiaan.Säteilytekniikat ovat tehon suhteen hyvät ja tarvitsevat vain pienen tilan.
Säteilyn levittämistä polymeereihin voidaan käyttää useilla teollisuuden aloilla, kuten biolääketieteessä, tekstiili-, sähkö-, kalvo-, sementti-, pinnoitteissa, kumiteollisuudessa, renkaissa ja vanteissa, vaahtomuoviteollisuudessa, jalkineissa, painorullissa, ilmailu- ja lääketeollisuudessa.Tässä katsauksessa huomio keskittyy ensisijaisesti neljään sektoriin: biolääketiede-, tekstiili-, sähkö- ja kalvoteknologiat.
Postitusaika: 12.3.2020