Met de voortschrijdende industrialisatie is vervuiling een cruciaal probleem voor de mensheid.In de Groene drang, dat wil zeggen om de wereld vrij van vervuiling te maken, neemt stralingstechnologie een belangrijke plaats in.Nucleaire straling heeft zijn intrede gedaan in veel chemische processen.'Polymerisatie', 'enten' en 'uitharden', allemaal belangrijke chemische processen op polymeergebied, kunnen plaatsvinden via stralingstechnieken.De stralingstechnologie heeft om een aantal redenen de voorkeur boven de andere conventionele energiebronnen, bijvoorbeeld grote reacties en productkwaliteit kunnen worden gecontroleerd, waardoor zowel energie als hulpbronnen worden bespaard, schone processen, automatisering en besparing van menselijke hulpbronnen enz. Daarnaast wordt straling ook een goede sterilisatietechniek ten opzichte van andere conventionele sterilisatietechnieken.Hun bestraling van polymeren kan in diverse sectoren worden toegepast.In dit overzicht is de aandacht primair gericht op vier sectoren, te weten biomedische, textiel-, elektrische en membraantechnologie.
Vanaf het tijdperk van steen en metalen zijn we in het tijdperk van kernenergie en polymeren terechtgekomen.We leven inderdaad in de wereld van polymeren.Dat is de reden waarom wetenschappers en technologen dit tijdperk het 'polymere tijdperk' noemen.In elke stap van ons dagelijks leven komen we dingen tegen die het resultaat zijn van polymeeronderzoek.De steeds bredere toepassing van polymeren in het dagelijks leven in de afgelopen decennia wordt door wetenschappers en technologen algemeen erkend als een gemengde zegen.Hoewel het werk op dit gebied van de chemie halverwege de vorige eeuw is begonnen, is het zo snel gegaan en is de toepassing zo nuttig en veelzijdig, dat het aantal polymeersystemen enorm is.
De afgelopen dertig jaar zijn we ook getuige geweest van de opkomst van nucleaire straling als een krachtige energiebron voor chemische verwerkingstoepassingen.Het kan dus in verschillende industriële gebieden worden toegepast.Het feit dat straling chemische reacties kan initiëren of micro-organismen kan vernietigen, heeft geleid tot het grootschalige gebruik van straling voor verschillende industriële processen.Nucleaire straling is ioniserend en geeft bij passage door de materie positieve ionen, vrije elektronen, vrije radicalen en aangeslagen moleculen af.Ook het vangen van elektronen door moleculen kan aanleiding geven tot anionen.Zo komt er een hele reeks reactieve soorten beschikbaar waarmee de scheikundige kan spelen.
Op straling gebaseerde processen hebben veel voordelen ten opzichte van andere conventionele methoden.Bij initiatieprocessen verschilt straling van chemische initiatie.Bij bestralingsbehandeling zijn er geen katalysator of additieven nodig om de reactie op gang te brengen.In het algemeen initieert bij de stralingstechniek de absorptie van energie door het hoofdketenpolymeer een proces van vrije radicalen.Bij chemische initiatie worden vrije radicalen voortgebracht door de ontleding van de initiator in fragmenten die vervolgens het basispolymeer aanvallen, wat leidt tot vrije radicalen.Sakurada [1] vergeleek de efficiëntie van de twee processen en schatte dat hetzelfde aantal initiërende radicalen per tijdseenheid wordt geproduceerd met een stralingsdosis van 1 rad/s of dat een chemische initiator, bijvoorbeeld benzoylperoxide, in een concentratie van 0,01 M wordt gebruikt. .Chemische initiatie wordt echter beperkt door de concentratie en zuiverheid van de initiatoren.In het geval van stralingsverwerking kan het dosistempo van de straling echter ruim worden gevarieerd, waardoor de reactie beter kan worden gecontroleerd.In tegenstelling tot de chemische initiatiemethode is het door straling geïnduceerde proces ook vrij van verontreiniging.Chemische initiatie brengt vaak problemen met zich mee die voortkomen uit plaatselijke oververhitting van de initiator.Maar bij het door straling geïnduceerde proces is de vorming van plaatsen met vrije radicalen op het polymeer niet afhankelijk van de temperatuur, maar alleen afhankelijk van de absorptie van de doordringende hoogenergetische straling door de polymeermatrix. Daarom is de stralingsverwerking temperatuuronafhankelijk of, in met andere woorden, we kunnen zeggen dat het een nulactivatie-energieproces voor initiatie is.
Omdat er geen katalysator of additieven nodig zijn, kan de zuiverheid van de verwerkte producten behouden blijven.Door bestralingsverwerking kunnen de molecuulgewichten van de producten beter worden gereguleerd.Stralingstechnieken hebben ook het vermogen om in vaste substraten te initiëren.De eindproducten kunnen ook worden gemodificeerd door de stralingstechniek.
Kernstralingsenergie is echter duur, maar zeer efficiënt in het tot stand brengen van chemische reacties.De eenheidskosten van geïnstalleerde stralingsenergie zijn veel hoger dan die van conventionele warmte of elektrische energie.Ondanks dit feit heeft de toepassing van nucleaire stralingsenergie bij een aantal chemische processen zijn superioriteit en kosteneffectiviteit bewezen boven die van andere vormen van energie, zoals warmte of elektrische energie.Stralingstechnieken hebben goede rendementen wat betreft vermogen en vereisen slechts een kleine ruimte om te worden opgesteld.
De toepassing van straling op polymeren kan in verschillende industriële sectoren worden toegepast, dwz de biomedische, textiel-, elektrische, membraan-, cement-, coatings-, rubberproducten, banden en wielen, schuim-, schoenen-, drukrollen-, ruimtevaart- en farmaceutische industrie.In dit overzicht is de aandacht vooral gericht op vier sectoren: biomedische, textiel-, elektrische en membraantechnologieën.
Posttijd: 12 maart 2020