高分子輻射化學
高分子輻射化學
1938年就發現烯烴在電離輻射作用下可以進行聚合反應,50～60年代輻射聚合有很大的發展，幾乎對所有烯烴都有過輻射聚合的報道。甲基丙烯酸甲酯的本體輻射聚合、丙烯醯胺的固態及濃水溶液輻射聚合都已有工業產品。
由於輻射聚合的引發反應不受溫度的限制，聚合反應可在較低溫度下，在固態或亞穩固態中進行，也可以在晶體的晶道中或某些無機物的夾層中進行，從而獲得某些定向聚合的高分子，如反式-1,4-聚丁二烯。特別是低溫玻璃態的輻射聚合反應，既能生成無畸變的光學有機玻璃，而且由於低溫反應可降低生物活性物質因高溫反應而引起的損耗，如某些酶。因此目前廣泛採用低溫玻璃態聚合製備固相酶及其他生物活性高分子材料。
電離輻射具有能量高、透過力強的特點，因此可使很多難聚合的單體聚合，得到高分子量的產物；輻射乳液聚合可以在遠低於乳化劑的臨界膠束濃度下得到超高分子量的高分子化合物，純度也較高；用輻射法生產的木材-塑料複合材料、水泥-塑料複合材料、金屬-塑料複合材料都受到普遍的重視。
1956年A.夏皮羅首先報道了輻射接枝聚合的研究工作，這是高分子改性的重要途徑之一，受到廣泛的注意。輻射接枝共聚物可由基體聚合物和單體共輻照製得，缺點是均聚物較多；為減少均聚物含量也可用預輻照法，先預輻照高分子，然後再加入單體進行接枝共聚合反應；特別是近來發展的氣相接枝是比較理想的方法。接枝共聚合可以在表面進行，也可以是整體接枝。
輻射接枝聚合可改善高分子的某些性能，以達到高分子改性的目的。聚四氟乙烯接枝苯乙烯，可改善表面的粘結性能；聚氯乙烯接枝丁二烯，可改善其耐低溫性能；聚酯纖維（見聚酯）接枝丙烯酸，以提高吸濕性，也可接枝溴乙烯或乙烯基膦化物，以提高耐燃性能；聚氯乙烯纖維可接枝丙烯腈以提高耐熱性能，接枝氟乙烯以提高耐老化性能。輻射接枝聚合還可製備功能高分子及生物活性高分子或醫用高分子材料。聚乙烯可接枝苯乙烯后磺化，製成離子交換膜，也可接枝丙烯酸製成離子交換膜；有報道用混合接枝或鑲嵌接枝方法製成同時具有陰陽離子交換功能的交換膜，性能優異。高分子材料接枝水溶性單體可以改善材料親體液性能及抗凝血性能。
1952年A.查爾斯拜在大量實驗基礎上提出了聚乙烯在射線作用下可以發生輻照交聯反應，交聯后形成體型高分子，提高了聚乙烯的耐熱等級，引起廣泛的重視。輻照交聯按無規交聯機理進行，交聯後由於形成網狀結構，性能有所變化：耐高溫性能和耐應力開裂性能有所提高，蠕變行為有所改善，交聯后結晶高分子能產生“記憶效應”，因而可製備熱收縮材料。
為了降低能耗及成本，實行連續生產，採用了強化交聯劑（或稱敏化劑）。這是一種多官能團的添加劑，可大幅度降低輻照劑量，具有重要的經濟意義。目前輻照交聯產品已投入工業規模生產，輻照交聯聚乙烯和聚氯乙烯已廣泛用於電纜絕緣層；輻照交聯製得的熱收縮材料更是電力部門所需要的重要材料。其他如天然膠乳的輻照硫化，油漆的輻照固化等，也已用於工業生產。
又稱輻照裂解。輻照降解是和輻照交聯完全相反的過程，按無規降解反應機理進行，反應可在常溫下進行，產物主要是低分子量的高分子，因此可作為獲得不同級分的低分子量高分子的方法，目前已發展成為一種特殊的工業。聚四氟乙烯輻照裂解成細粉及氟蠟，是高級的潤滑材料；聚氧化乙烯（見聚環氧乙烷）也可裂解得到低分子量的產物，用作增稠劑。
A. Charlesby,Atomic Radiation andPolymers, Pergamon,Oxford, 1960.
