Wraz z postępem industrializacji zanieczyszczenie staje się kluczowym problemem ludzkości.W dążeniu do ekologii, czyli uczynienia świata wolnym od zanieczyszczeń, ważną pozycję zajmuje technologia radiacyjna.Promieniowanie jądrowe wkroczyło do wielu procesów chemicznych.„Polimeryzacja”, „szczepienie” i „utwardzanie”, czyli najważniejsze procesy chemiczne w dziedzinie polimerów, mogą przebiegać za pomocą technik radiacyjnych.Technologia radiacyjna jest preferowana w stosunku do innych konwencjonalnych źródeł energii z kilku powodów, np. można kontrolować duże reakcje i jakość produktu, oszczędzając energię i zasoby, czyste procesy, automatyzację i oszczędzając zasoby ludzkie itp. Oprócz tego promieniowanie jest jest także dobrą techniką sterylizacji w porównaniu z innymi konwencjonalnymi technikami sterylizacji.Ich napromienianie polimerów może mieć zastosowanie w różnych sektorach.W tym przeglądzie uwaga skupiła się przede wszystkim na czterech sektorach, tj. technologii biomedycznej, tekstylnej, elektrycznej i membranowej.
Z epoki kamienia i metali przeszliśmy do epoki energii nuklearnej i polimerów.Rzeczywiście żyjemy w świecie polimerów.Dlatego naukowcy i technolodzy nazwali tę erę „erą polimerów”.Na każdym kroku naszego codziennego życia spotykamy rzeczy będące owocem badań nad polimerami.Coraz szersze zastosowanie polimerów w życiu codziennym w ciągu ostatnich kilku dziesięcioleci zostało ogólnie uznane przez naukowców i technologów za mieszane błogosławieństwo.Choć prace w tej dziedzinie chemii rozpoczęły się w połowie ubiegłego wieku, były tak szybkie, a ich zastosowania tak użyteczne i wszechstronne, że liczba układów polimerowych jest ogromna.
W ciągu ostatnich trzech dekad promieniowanie jądrowe stało się potężnym źródłem energii do zastosowań w przetwórstwie chemicznym.Dzięki temu może być stosowany w różnych obszarach przemysłowych.Fakt, że promieniowanie może inicjować reakcje chemiczne lub niszczyć mikroorganizmy, doprowadził do wykorzystania promieniowania na dużą skalę w różnych procesach przemysłowych.Promieniowanie jądrowe to promieniowanie jonizujące, które przechodząc przez materię daje jony dodatnie, wolne elektrony, wolne rodniki i wzbudzone cząsteczki.Wychwytywanie elektronów przez cząsteczki może również prowadzić do powstania anionów.W ten sposób chemik może pobawić się całą gamą reaktywnych gatunków.
Procesy oparte na promieniowaniu mają wiele zalet w porównaniu z innymi konwencjonalnymi metodami.W przypadku procesów inicjacji promieniowanie różni się od inicjacji chemicznej.W obróbce radiacyjnej do zainicjowania reakcji nie jest wymagany żaden katalizator ani dodatki.Generalnie w przypadku techniki radiacyjnej absorpcja energii przez polimer szkieletowy inicjuje proces wolnorodnikowy.Podczas inicjacji chemicznej, wolne rodniki powstają w wyniku rozkładu inicjatora na fragmenty, które następnie atakują polimer bazowy, prowadząc do powstania wolnych rodników.Sakurada [1] porównał wydajność obu procesów i oszacował, że w jednostce czasu powstaje taka sama liczba rodników inicjujących przy dawce promieniowania 1 rad/s lub przy zastosowaniu inicjatora chemicznego, np. nadtlenku benzoilu, o stężeniu 0,01 M. .Inicjacja chemiczna jest jednak ograniczona przez stężenie i czystość inicjatorów.Jednakże w przypadku obróbki radiacyjnej moc dawki promieniowania może zmieniać się w szerokim zakresie, dzięki czemu można lepiej kontrolować reakcję.W przeciwieństwie do metody inicjacji chemicznej, proces indukowany promieniowaniem jest również wolny od zanieczyszczeń.Inicjacja chemiczna często powoduje problemy wynikające z lokalnego przegrzania inicjatora.Jednak w procesie wywołanym promieniowaniem tworzenie się miejsc wolnych rodników na polimerze nie jest zależne od temperatury, ale zależy jedynie od absorpcji przenikającego promieniowania o wysokiej energii przez matrycę polimeru. Dlatego obróbka radiacyjna jest niezależna od temperatury lub, w przypadku innymi słowy, możemy powiedzieć, że jest to proces z zerową energią aktywacji dla inicjacji.
Ponieważ nie są wymagane żadne katalizatory ani dodatki, można zachować czystość przetworzonych produktów.Dzięki obróbce radiacyjnej można lepiej regulować masy cząsteczkowe produktów.Techniki radiacyjne mają również zdolność inicjowania w podłożach stałych.Gotowe produkty można także modyfikować techniką radiacyjną.
Energia promieniowania jądrowego jest jednak kosztowna, choć bardzo skuteczna w wywoływaniu reakcji chemicznych.Koszt jednostkowy zainstalowanej energii promieniowania jest znacznie wyższy niż koszt konwencjonalnej energii cieplnej czy elektrycznej.Pomimo tego, zastosowanie energii promieniowania jądrowego udowodniło swoją wyższość i opłacalność w wielu procesach chemicznych w porównaniu z innymi formami energii, takimi jak ciepło czy energia elektryczna.Techniki radiacyjne charakteryzują się dobrą wydajnością pod względem mocy i wymagają jedynie niewielkiej przestrzeni do ustawienia.
Zastosowanie promieniowania na polimerach można zastosować w różnych sektorach przemysłu, tj. w biomedycznym, tekstylnym, elektrycznym, membranowym, cementowym, powłokowym, wyrobach gumowych, oponach i kołach, piankowym, obuwniczym, walcach drukarskich, lotniczym i farmaceutycznym.W tym przeglądzie uwaga skupiona jest przede wszystkim na czterech sektorach: technologiach biomedycznych, tekstylnych, elektrycznych i membranowych.
Czas publikacji: 12 marca 2020 r