TRÙNG hợp bức xạ polime

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 xạ gamma Co60 Cs137  Nguồn xạ electron nhanh xạ hãm từ máy gia tốc e  Ngoài xạ gamma từ lò phản ứng sử dụng  Nguồn sử dụng nhiều xạ gamma Co60 I.1.Nguồn xạ gamma Co60  Tia gamma thường phát hạt nhân kích thích sau trình phân rã β hạt nhân mẹ  Ứng dụng rộng rãi nguồn Co60 Cs137 là: Khử trùng dụng cụ y tế Ngoài dùng để xử lý thực phẩm, xử lý nguồn nước  Khả thâm nhập cao: Có thể xử lý vật liệu có bề dày lớn I.2.Máy gia tốc electron  Các máy thông dụng chủ yếu máy gia tốc tác dụng trực tiếp Trong số phổ biến loại “Electron curtain” Dinamitron Ngoài loại máy gia tốc tuyến tính sử dụng  Các máy công nghiệp có công suất phổ biến từ vài kilooat tới 200kW Máy có công suất lớn Dinamitron Dinamitron có công suất lớn 200 - 300kW, phát electron lượng - 6MeV I.2.Máy gia tốc electron  Hiện máy gia tốc đại đạt tới công suất 10 MW Một máy gia tốc electron 100kW tương đương với nguồn Co60 6,74 MCi Cs137 30,12 MCi  Hiệu suất sử dụng lượng cao  Nhược điểm chủ yếu xạ electron quan điểm công nghệ xạ độ xuyên thấp so với xạ gamma I.2.Máy gia tốc electron  Máy gia tốc Dinamitron (tư liệu Viện nghiên cứu lượng nguyên tử Nhật Bản - JAERI) II.Phản Ứng Trùng Hợp Bức Xạ  Phản ứng trùng hợp chưa no tiến hành tác dụng búc xạ ion hóa từ tia gamma, ronghen  I.1.Cơ chế phản ứng Dưới tác dụng ion xạ hợp chất chưa no tự tách electron ion hóa monome M M+ + e I.1 Cơ chế phản ứng  Chuyển monome tới trạng thái có lượng cao phân tử chuyển thành trạng thái kích thích M M*  Phân tách thành gốc tự M* M●  Dưới tác dụng xạ ion hóa đa số phản xẩy theo chế gốc I.1 Cơ chế phản ứng  Bảng hiệu suất xạ gốc hữu Hợp chất Benzen Styren Acrylonitrin Toluen Xyclohexan Metanol Hiệu suất xạ 1.8 1.6 2.7 3.1 14.3 21.0 Hợp chất Metylmetacrylat Vinylaxetat Axeton Clorofom Tetracloruacacbon Metylacrylat Hiệu suất xạ 7.5 33.0 50.0 59.5 70.0 23.5 I.2.Máy gia tốc electron  So sánh hiệu suất sử dụng lượng nguồn xạ Nguồn xạ Hiệu suất % Máy gia tốc electron nhanh 10 MeV 60 Nguồn xạ hãm Emax = MeV 50 Nguồn Co60 30 Nguồn Cs137 20 I.1 Cơ chế phản ứng  Dưới tác dụng xạ gốc tự tạo thành không từ hợp chất chưa no mà từ hợp chất no  Đối với hợp chất chưa no tạo thành gốc tự không với tham gia liên kết đôi mà liên kết  xẩy xạ lên hợp chất no ●  -CH + CH2  - CH2 – CH2 ● - CH2- CH- + H● II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ  Khi trùng hợp dung dịch M M●  Khi trùng hợp dung môi S S●  Tốc độ tạo thành gốc tự từ monome (1) VM  M I [M ] Với I: cường độ xạ, M : số tỷ lệ với hiệu suất xạ gốc từ monome II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ  Tốc độ tạo thành gốc dung môi (2) VS  S I [S ]  Tốc độ chung tạo thành gốc kích thích trùng hợp: VKT  M I [M ]  S I [S ] (3)  Tốc độ trùng hợp xạ: k lm [ M ] / Vlm  /  Vkt k tm (4) II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ  Đặt giá trị Vkt từ phương trình(3) vào phương trình (4) nhận tốc độ trùng hợp tốc độ phản ứng klm (5) V  /  [M ]{ M I [M ]   S I [S ]}1 / ktm  Biến đổi phương trình (5) ta đươc: klm  S [S ] 1/ (6) 1/ 1/ V k 1/ tm  [M ]{ M I } [M ]  [1   M [M ] ] II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ klm  S [S ] 1/ 3/ 1/ V  /  [M ] { M I }  [1  ]  M [M ] ktm (7)  Khi nồng độ dung môi nhỏ phương trình(7) thay bằng: [S ] / 3/ (8) V  k[M ] [1  ] [M ] Với: k lm k  /  { M I }1 / k tm S k  M , II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ  Tốc độ trùng hợp số monome:1-vinylaxetat, 2-vinylclorua, 3-metylmetacrylat, 4-acrylonitrin, 5Styren II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp xạ  Hiệu suất % polyme A thời gian t mô tả theo phương trình sau: A  k [ M ]3 / [1  k '  100.k.[M ]1 / [1  k ' [ S ] 1/ 100 ] [M ] [M ] [S ] 1/ ] [M ]  Trùng hợp trạng thái rắn xẩy nhiệt độ thấp lượng ion hóa trùng hợp gần tới Một Số Vấn Đề Về Trùng Hợp Bức Xạ  Nếu nhiệt độ trùng hợp thấp nhiều nhiệt độ nóng chảy không quan sát trùng hợp  Phản ứng trùng hợp gốc kèm theo tách nhiệt chuyển vùng vi mô tinh thể sang trang thái nóng chảy  Ta tiến hành xạ trường hợp chất bọc ure [...]... I [M ] Với I: cường độ bức xạ, M : hằng số tỷ lệ với hiệu suất bức xạ của gốc từ monome II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ  Tốc độ tạo thành gốc của dung môi (2) VS  S I [S ]  Tốc độ chung tạo thành gốc kích thích trùng hợp: VKT  M I [M ]  S I [S ] (3)  Tốc độ trùng hợp bức xạ: k lm [ M ] 1 / 2 Vlm  1 / 2  Vkt k tm (4) II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ  Đặt giá trị Vkt từ... 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 2  - CH2 – CH2 ● - CH2- CH- + H● II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ  Khi trùng hợp trong dung dịch M M●  Khi trùng hợp trong... rắn xẩy ra ở nhiệt độ thấp vì năng lượng ion hóa trùng hợp gần tới 0 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  Phản ứng trùng hợp gốc kèm theo sự 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 ... 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, 5Styren 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: A  k [ M 0 ]3 / 2 [1  k '  100.k.[M 0 ]1 / 2 [1  k ' [ S ] 1/ 2 100 ] [M 0 ] [M 0 ] [S ] 1/ 2 ] [M 0 ]  Trùng hợp ở trạng thái rắn... xạ  Đặt giá trị Vkt từ phương trình(3) vào phương trình (4) và nhận tốc độ trùng hợp bằng tốc độ phản ứng klm (5) V  1 / 2  [M ]{ M I [M ]   S I [S ]}1 / 2 ktm  Biến đổi phương trình (5) ta đươc: klm  S [S ] 1/ 2 (6) 1/ 2 1/ 2 V k 1/ 2 tm  [M ]{ M I } [M ]  [1   M [M ] ] II.2.Phương trình tốc độ trùng hợp bức xạ klm  S [S ] 1/ 2 3/ 2 1/ 2 V  1 / 2  [M ] { M I }  [1  ]  M [M ] ktm