Trong thực tiễn, vấn đề bảo vệ polyme chống bức xạ để chỳng cú thể hoạt động lõu dài trong điều kiện chiếu xạ, cũng như vấn đề thứ hai, ngược lại với vấn đề thứ nhất, tức là làm cho vật liệu nhạy với bức xạ hơn để tạo ra hiệu ứng mong muốn ở liều thấp, đều là những vấn
71
6.4.1 Sự bảo vệ bức xạ đối với polyme
Độ bền bức xạ cú thể tăng lờn nếu ta đưa vào polyme những chất đặc biệt. Những chất
như vậy gọi là cỏc phụ gia bảo vệ hay là chất chống bức xạ. Chất chống bức xạ được chia làm hai nhúm:
+ Nhúm 1: Nhúm hấp thụ năng lượng từ vật chủ (polyme) rồi cho tỏn xạ dưới dạng bức xạ nhiệt hoặc ỏnh sỏng. Bản thõn những chất này khụng chịu cỏc biến đổi hoỏ học thuận
nghịch.
+ Nhúm 2: Cỏc phụ gia hấp thụ năng lượng từ vật chủ nhưng chịu cỏc biến đổi hoỏ học thuận nghịch và bị phỏ huỷ.
Vớ dụ: Polyetyten cú độ bền bức xạ tăng đỏng kể nếu đưa vào nú cỏc chất như naftalin,
antraxen,… Núi chung cỏc nhúm amin thơm (R.NH2) là những chất chống bức xạ tốt. Chỉ cần
đưa vào polyetylen từ 0,2 đến 0,5% những chất này thỡ hiệu suất khõu mạch của nú đó giảm đỏng kể.
Cỏc chất chống bức xạ điển hỡnh thuộc nhúm 1 là ionol, fenol. Cỏc chất điển hỡnh thuộc nhúm 2 là iod, lưu huỳnh thể keo. Cỏc chất độn (đặc biệt trong trường hợp của cao su) hoặc cỏc chất đụng cứng (trong epoxy), cỏc chất chống oxy hoỏ thụng thường trong cụng nghiệp
(cỏc amin thơm và fenol) cũng cú tỏc dụng chống bức xạ.
Cơ chế tỏc động của cỏc phụ gia bảo vệ cú thể bao gồm những quỏ trỡnh sau:
- Quỏ trỡnh truyền năng lượng kớch thớch của bức xạ từ polyme cho chất phụ gia.
- Tương tỏc của chất phụ gia với cỏc sản phẩm phõn tớch bức xạ trung gian trước khi diễn ra cỏc biến đổi hoỏ bức xạ.
Chất phụ gia cung cấp cỏc electron để trung hoà cỏc cation lớn của polyme.
Cú thể tạo ra cỏc polyme bền bức xạ bằng phương phỏp cấy cỏc polyme khỏc cú độ bền bức xạ cao.
Chẳng hạn polyetylen thường bị phỏ huỷ ở liều 1MGy nhưng nếu được cấy axenaften
(C10H6(CH2))2, tớnh dẻo của nú vẫn duy trỡ ở liều 2 MGy.
6.4.2 Sự tăng nhạy đối với cỏc quỏ trỡnh hoỏ bức xạ trong polyme
Việc làm giảm liều hấp thụ để biến tớnh vật liệu polyme cú những ý nghĩa thực tiễn rất lớn, trước hết nú làm tăng sản lượng của quy trỡnh cụng nghệ và tiết kiệm năng lượng.
Để thực hiện mục đớch đú, người ta đưa vào polyme cỏc chất tăng nhạy bức xạ. Chớnh
những chất này thỳc đẩy quỏ trỡnh của cỏc biến đổi hoỏ bức xạ dẫn đến những hiệu ứng mong muốn.
Một trong những vớ dụ điển hỡnh của quỏ trỡnh này là tăng nhạy khõu mạch cho
polyetylen (-CH2CH2-).
Cơ chế này cú thể đạt được nhờ làm giảm quỏ trỡnh kết tinh của polyetylen và tăng độ
linh động của cỏc mạch đại phõn tử. Điều này được thực hiện bằng cỏch bổ sung 20-30% khối lượng của tổ hợp 3 loại polyme etylen-propylen-dien. Trong trường hợp này, liều khõu mạch cú thể giảm vài lần.
72
Việc đưa thờm cỏc chất tăng nhạy như vinylaxetat và etylacrylat cú thể làm hiệu suất
khõu mạch G(x) của polyetylen tăng từ 3 tới 5 lần.
Một phương phỏp khỏc để tăng nhạy bức xạ là đưa vào polyme cỏc monome đặc biệt. Cỏc monome này polyme hoỏ ở vựng vụ định hỡnh làm cho cỏc vi tinh thể của polietylen nối với nhau. Hiệu suất khõu mạch của polyetylen được bổ sung 2% n-butil sẽ tăng 15 lần.