Радиационная стойкость полимеров
Радиация значительно снижает стойкость полимеров. Для повышения радиационной стойкости в полимеры вводят антирады (ароматические амины, фенолы, дающие эффект рассеяния энергии). Радиационная стойкость полимеров выражается дозой поглощенного излучения [23]. Радиационная стойкость, в т. ч. полимеров, зависит и от количества растворенного в них О2 воздуха и скорости его поступления из окружающей среды; в его присутствии происходит радиационной химическое окисление вещества. В результате этого существенно изменяются хим. и термич. стойкость веществ, предел прочности и модуль упругости, диэлектрическая проницаемость, электрич. прочность и электрич.проводимость.
Обратимые изменения в органических материалах обусловлены установлением стационарного равновесия между генерированием нестабильных продуктов радиолиза и их гибелью и зависят от мощности дозы. Так, электрич. сопротивление орг. изоляционных материалов с увеличением мощности падает на несколько порядков. При больших дозах снижение остаточного электрич. сопротивления носит необратимый характер. У многих полимерных материалов, облученных дозами до 106 Гр, исходная электрическая проводимость меняется в несколько раз. При дозе 104 Гр необратимые изменения, как правило, незначительны. В орг. полимерных материалах может возникать послерадиационное старение, которое обусловлено в осн. хим. реакциями образовавшихся свободных радикалов с О2 воздуха. Радиационная стойкость полимерных диэлектриков ограничивается, как правило, их мех. свойствами, т. к. они становятся хрупкими и теряют способность нести мех. нагрузки после доз, не вызывающих существ. изменений электрических свойств.
Под действием ионизирующих излучений в полимерах происходят ионизация и возбуждение, которые сопровождаются разрывом химической связи и образованием свободных радикалов. Наиболее важными являются процессы сшивания или деструкции. При сшивании увеличивается молекулярная масса, повышаются теплостойкость и механические свойства. При деструкции, наоборот, молекулярная масса снижается, повышается растворимость, уменьшается прочность. К структурирующимся полимерам относятся полиэтилен, полипропилен, полисилоксаны, полистирол, фенолоформальдегидные и эпоксидные смолы, поливинилхлорид, полиамиды, поликарбонат. Наиболее устойчивы к радиации полимеры, имеющие бензольное кольцо в виде боковой группы (полистирол). Структура С6Н5-группы имеет большое число энергетических уровней, вследствие чего поглощенная энергия быстро рассеивается по всей молекуле, не вызывая химической реакции. Деструктурируются политетрафторэтилен, политрифторхлорэтилен, нитроцеллюлоза, полиметилметакрилат. Для повышения радиационной стойкости в полимеры вводят антирады (ароматические амины, фенолы, дающие эффект рассеяния энергии). Радиационная стойкость полимеров выражается дозой поглощенного излучения[13].