輻射加工,是指將電子加速器(0.2MeV~10MeV)產(chǎn)生的電子線或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產(chǎn)生的γ射線的能量轉(zhuǎn)移給被輻照物質(zhì),電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上,產(chǎn)生電離和激發(fā),釋放出軌道電子,形成自由基,通過控制輻射條件,而使被輻照物質(zhì)的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質(zhì),或使生物體(微生物等)受到不可恢復(fù)的損失和破壞,達(dá)到人們所需要的目標(biāo)。這種新的加工技術(shù)稱為輻射加工技術(shù)。比如,使高分子材料分別實(shí)現(xiàn)接枝、聚合、裂變或交聯(lián),抑制或刺激生物生長(zhǎng),有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。 輻射滅菌是利用電磁輻射產(chǎn)生的電磁波殺死大多數(shù)物質(zhì)上的微生物的一種有效方法。用于滅菌的電磁波有微波、紫外線(UV)、X射線和γ射線等。它們都能通過特定的方式控制微生物生長(zhǎng)或殺死微生物。 例如微波可以通過熱產(chǎn)生殺死微生物的作用;紫外線使DNA分子中相鄰的嘧啶形成嘧啶二聚體,抑制DNA復(fù)制與轉(zhuǎn)錄等功能,殺死微生物;X射線和γ射線能使其它物質(zhì)氧化或產(chǎn)生自由基(OH?H)再作用于生物分子,或者直接作用于生物分子,打斷氫鍵、使雙鍵氧化、破壞環(huán)狀結(jié)構(gòu)或使某些分子聚合等方式,破壞和改變生物大分子的結(jié)構(gòu),從而抑制或殺死微生物。 輻射改性 編輯 radiation modification 在很多情況下電離輻射可以使高分子材料的物理、化學(xué)性能得到改善,從而提高了材料的應(yīng)用價(jià)值,拓寬了其應(yīng)用范圍。[1] 如通過輻射交聯(lián)提高聚烯烴融點(diǎn)、機(jī)械深度、耐油性等適用于電線電纜和熱收縮材料的應(yīng)用。 利用輻射接枝技術(shù)提高基材的親水性、離子交換性等。 在電離輻射作用下,高分子化合物分子產(chǎn)生電離和激發(fā),并發(fā)生交聯(lián)反應(yīng)(見高分子輻照交聯(lián))、裂解反應(yīng)及其他化學(xué)的和物理的變化,從而改變其固有性質(zhì)的過程。 在電離輻射作用下,交聯(lián)反應(yīng)和裂解反應(yīng)總是同時(shí)進(jìn)行的。一般而言,如果乙烯類高聚物主鏈的碳原子上只有一個(gè)非氫的側(cè)基或無(wú)非氫的側(cè)基(怘CH2—CHR怘或怘CH2—CH2怘) 時(shí),以交聯(lián)反應(yīng)為主(R為烷基)。如果具有兩個(gè)非氫的側(cè)基(怘CH2—CRR′怘)時(shí),則以裂解為主。 輻照交聯(lián)是在電離輻射作用下,高分子鏈與鏈之間通過自由基或離子產(chǎn)生橋鍵,形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu): 原理 這種網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的高聚物具有不溶解于溶劑、也不易熔融等性能。例如,未輻照交聯(lián)的低密度聚乙烯,在 115~125°C熔融為粘液,經(jīng)2×104戈瑞劑量輻照之后,加熱至250°C,外形仍保持不變,但本身變得柔順并富有彈性,其耐熱性、耐電性、耐腐蝕性、耐沖擊性等都大為提高。這種聚乙烯廣泛用于電線電纜絕緣層,泡沫塑料,熱收縮管、套、膜等方面。 輻照裂解是在電離輻射作用下,高分子主鏈發(fā)生斷裂的過程(輻照裂解一般很少裂解為單體分子)。高聚物經(jīng)輻照裂解后,分子量下降,熔融溫度下降,在溶劑中的溶解度增加。這些新的性能賦予高聚物新的重要用途。如聚四氟乙烯經(jīng)(2~3)×104戈瑞劑量輻照后,可裂解為幾微米的超細(xì)粉,是一種摩擦系數(shù)只有0.03~0.07的極好的固體潤(rùn)滑劑。聚氧化乙烯(見聚環(huán)氧乙烷)經(jīng)輻照裂解后,其分子量可降低到適于作紡織品精整時(shí)的增厚劑和溶液粘度的調(diào)節(jié)劑。 輻照食品 輻照,一種新的滅菌保鮮技術(shù),糧、蔬、果、肉、調(diào)味品、中藥等領(lǐng)域均已應(yīng)用,中國(guó)相關(guān)食品產(chǎn)量已占全球總量的三分之一。輻照食品指的是利用輻照加工幫助保存食物,輻照能殺死食品中的昆蟲以及它們的卵及幼蟲。消除危害全球人類健康的食源性疾病,使食物更安全,延長(zhǎng)食品的貨架期。
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