TRÙNG hợp bức xạ polime

I.2.Máy gia tốc electron  Các máy thông dụng chủ yếu là máy gia tốc tác dụng trực tiếp..  Nhược điểm chủ yếu của bức xạ electron dưới quan điểm của công nghệ bức xạ là độ xuyên thấp

TRÙNG HỢP BỨC XẠ

I Những Khái Niệm Cơ Bản Về Bức

Xạ

II Phản Ứng Trùng Hợp Bức Xạ

III Một Số Vấn Đề Về Trùng Hợp Bức

Xạ

I.Những Khái Niệm Cơ Bản Về

Bức Xạ

 Nguồn bức xạ gamma Co60 và Cs137

xạ hãm từ máy gia tốc e

ứng cũng được sử dụng

 Nguồn được sử dụng nhiều nhất là

bức xạ gamma Co60

I.1.Nguồn bức xạ gamma Co60

hạt nhân kích thích ngay sau quá

trình phân rã β của hạt nhân mẹ

Co60 và Cs137 là: Khử trùng dụng cụ y

tế Ngoài ra nó còn được dùng để xử

lý thực phẩm, xử lý nguồn nước

lý các vật liệu có bề dày lớn

I.2.Máy gia tốc electron

 Các máy thông dụng chủ yếu là máy gia tốc

tác dụng trực tiếp Trong số này phổ biến nhất là loại “Electron curtain” và

Dinamitron Ngoài ra loại máy gia tốc tuyến tính cũng được sử dụng

 Các máy công nghiệp có công suất phổ biến

từ vài kilooat tới 200kW Máy có công suất lớn là Dinamitron Dinamitron có thể có

công suất lớn 200 - 300kW, phát ra

electron năng lượng 4 - 6MeV

I.2.Máy gia tốc electron

 Hiện nay các máy gia tốc hiện đại có thể

đạt tới công suất 10 MW Một máy gia tốc electron 100kW tương đương với nguồn

Co 60 6,74 MCi hoặc Cs 137 30,12 MCi

 Hiệu suất sử dụng năng lượng cao

 Nhược điểm chủ yếu của bức xạ electron

dưới quan điểm của công nghệ bức xạ là độ xuyên thấp so với bức xạ gamma

I.2.Máy gia tốc electron

 Máy gia tốc Dinamitron (tư liệu của

Viện nghiên cứu năng lượng nguyên

tử Nhật Bản - JAERI)

II.Phản Ứng Trùng Hợp Bức Xạ

 Phản ứng trùng hợp các chưa no tiến

hành dưới tác dụng của búc xạ ion

hóa từ các tia gamma, ronghen

 I.1.Cơ chế phản ứng

Dưới tác dụng của ion bức xạ thì các

hợp chất chưa no sẽ tự tách electron

và ion hóa monome

M M+ + e

I.1 Cơ chế phản ứng

 Chuyển monome tới trạng thái có năng

lượng cao hơn và phân tử chuyển

thành trạng thái kích thích

M M*

 Phân tách thành gốc tự do

M* M ●

 Dưới tác dụng của bức xạ ion hóa thì

đa số phản xẩy ra theo cơ chế gốc

I.1 Cơ chế phản ứng

 Bảng hiệu suất bức xạ của các gốc hữu cơ

Hợp chất Hiệu suất

bức xạ Hợp chất Hiệu suất bức xạ

Benzen

Styren

Acrylonitrin

Toluen

Xyclohexan

Metanol

1.8 1.6 2.7 3.1 14.3 21.0

Metylmetacrylat Vinylaxetat

Axeton Clorofom Tetracloruacacbon Metylacrylat

7.5 33.0 50.0 59.5 70.0 23.5

I.2.Máy gia tốc electron

của các nguồn bức xạ

Máy gia tốc electron

nhanh 10 MeV 60

Nguồn bức xạ hãm

Emax = 5 MeV 50

Nguồn Co 60 30

Nguồn Cs 137 20

I.1 Cơ chế phản ứng

 Dưới tác dụng của bức xạ thì gốc tự do tạo

thành không chỉ từ hợp chất chưa no mà còn có thể từ hợp chất no

 Đối với hợp chất chưa no thì sự tạo thành

gốc tự do không chỉ với sự tham gia của

liên kết đôi mà còn do liên kết như đã

xẩy ra khi bức xạ lên hợp chất no

- CH + ●CH2

 - CH2 – CH2 -

- CH2- ●CH- + H ●





2

II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Khi trùng hợp trong dung dịch

M M ●

 Khi trùng hợp trong dung môi

S S ●

 Tốc độ tạo thành gốc tự do từ monome

Với I: cường độ bức xạ, : hằng số tỷ lệ

với hiệu suất bức xạ của gốc từ monome

] [

VM  M

M



II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Tốc độ tạo thành gốc của dung môi

 Tốc độ chung tạo thành gốc kích thích

trùng hợp:

 Tốc độ trùng hợp bức xạ:

] [

S I

VS  S

] [

]

.[

I M I S

VKT  M  S

2 / 1 2

/ 1

]

[

kt tm

lm

k

M k

II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Đặt giá trị Vkt từ phương trình(3) vào

phương trình (4) và nhận tốc độ

trùng hợp bằng tốc độ phản ứng

 Biến đổi phương trình (5) ta đươc:

2 / 1 2

/

1 [M]{ I.[M] I.[S]}

k

k

tm



2 / 1 2

/ 1 2

/ 1 2

/

] [

]

.[

1 [ ]

[ } ]{

[

M

S M

I

M k

k V

M

S M

tm

lm









II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Khi nồng độ của dung môi nhỏ thì

phương trình(7) được thay thế bằng:

2 / 1 2

/ 1 2

/ 3 2

/

] [

]

.[

1 [ }

{ ]

[

M

S I

M k

k V

M

S M

tm

lm





  





2 / 1

0

2 / 3

] [

]

[ 1

[ ]

[

M

S M

k

2 / 1 2

/

1 { I}

k

k

tm

lm  



M

S

k







,

II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Tốc độ trùng hợp của một số

monome:1-vinylaxetat, 2-vinylclorua, 3-metylmetacrylat, 4-acrylonitrin, 5-Styren

II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ

 Hiệu suất % polyme A trong thời gian

t được mô tả theo phương trình sau:

 Trùng hợp ở trạng thái rắn xẩy ra ở

nhiệt độ thấp vì năng lượng ion hóa trùng hợp gần tới 0

] [

100 ]

] [

]

[ 1

[ ] [

0

2 / 1 0

' 2

/ 3 0

M M

S k

M k

2 / 1 0

' 2

/ 1

] [

] [ 1

[ ] [

.

100

M

S k M



Một Số Vấn Đề Về Trùng Hợp Bức Xạ

 Nếu nhiệt độ trùng hợp thấp hơn

nhiều nhiệt độ nóng chảy thì không quan sát được trùng hợp

tách nhiệt và chuyển các vùng vi mô của tinh thể sang trang thái nóng

chảy

 Ta có thể tiến hành bức xạ trong

những trường hợp chất bọc như ure