北京大学高分子辐射化学1

高分子辐射化学RadiationChemistryofPolymer翟茂林Tel:86-10-62753794,18610410796E-mail:[e-mail]OutlineonRadiationChemistryofPolymerRadiationRadiationChemistry本课程学习的主要内容辐射与辐射化学高分子与高分子辐射化学辐射技术的工业化应用辐射与辐射化学电磁辐射波谱来源：劳伦斯伯克利实验室,「微观世界：电磁波频谱.」[2003.03.26引用.]SpaceRadiationTHECOBALTATOM工业电子加速器10これは,日本原子力研究所高崎研究所の１号加速器です。電子線を発生させて種々の物質に照射するための装置です。本加速器は加速管を２本備え,垂直・水平の２方向に電子線を取り出す事が出来る特長を持っています。タイプは，コッククロフト・ワルトン型で，加速電圧0.5～2.0MV，最大出力60kWです。加速された電子ビームは電磁石によって垂直方向では120cm幅，水平方向には60cmの幅に200Hzで掃引され，均一な照射実験が行なえるようになっています。１号加速器の写真です定义:辐射化学是研究物质吸收电离（高能）辐射后所引起的化学效应的科学。**Radiationchemistryisthescienceofthechemicaleffectsbroughtaboutbyabsorptionofionizingradiation—Lind—**Radiationchemistrydealswiththechemicaleffectsproducedwhenmaterialsareexposedtohighenergyorionizingradiation—Spinks—辐射化学高分子与高分子辐射化学高分子的化学结构根据引发活性种与链增长活性中心的不同，链式聚合反应可分为自由基聚合、阳离子聚合、阴离子聚合和配位聚合等。AA自由基：2ACH2=CHXACH2CHXAB阳离子CH2=CHXACH2HCX分解离解A+B-+B-AB阴离子CH2=CHXACH2HCX离解A-B++B-Introductionofchain-growthpolymerizationIrradiationeffectofpolymerPolymerRadiationRadicalsMonomerCrosslinkingGraftingDegradationSpringPlasticNetworkmemoryoriginalsizePrincipleofthermallyshrinkabletubeEBCreationofnetworkbycrosslinkingDeformationNocrosslinking・・・meltatpolymermeltingpointHeatingagainCoolingShrinktooriginalsizeCrosslinking・・・notmeltatpolymermeltingpointHeating（Melt）（notmelt）Fixedbycooling→heatshrinkablematerials辐射技术的工业化应用辐射加工的主要领域高分子材料的辐射改性医疗用品辐射消毒食品辐射保鲜涂层与油墨辐射固化辐射技术在生物医学与生物工程中的应用工业三废的辐射净化其他:辐射降解的工业应用等StockfeedHorsefeedThermoshrinkabletapesOutlineonRadiationChemistryofPolymer(32)•Introductionofionradiationandradiationchemistry(2)•Radiationchemistry,radiationprocessingandradiationsource(2)•Basicconceptonradiationchemistry（3）•Spaceionradiation(1)•Ionradiationandhealth(1)•PolymerBase(3)•Radiationpolymerization(2)•Radiationgrafting(2)•Radiationcrosslinkinganddegradation(2)•Ionbeamanditsapplicationinmodificationofpolymermaterials(2)•Biomedicalmaterialsandradiationtechnique(2)•Radiationprocessingofnaturalpolysaccharides(2)•Radiationprocessingofthepolymerwithspecialproperties(2)•Radiationchemistryandnanoparticles(2)•Radiationprocessingofplastic&rubber(2)•Radiationchemistryinnuclearfuelcycle(2)•Experimentsonradiationchemistryofpolymers•Reportofgraduatestudent基础知识研究进展学生报告教学安排及考核要求•教学安排：讲课+讨论+专题报告•考核：论文（25%），报告（25%），测试两次（25%+25%）10次课以后，每次课2-3人报告，报告约20min.时间：周三(3:10~5:00)地点：理教409References翟茂林，伊敏，哈鸿飞，高分子材料辐射加工技术及进展，化学工业出版社，2004哈鸿飞，吴季兰，高分子辐射化学——原理与应用，北京大学出版社，2002幕内惠三著，徐俊，孟永红译，聚合物辐射加工，科学出版社，2003赵文彦，潘秀苗，辐射加工技术及其应用，兵器工业出版社，2003.A.Bhattacharya.Radiationandindustrialpolymers.Prog.Polym.Sci.,25:371-401，2000.R.L.Clough.High-energyradiationandpolymers:areviewofcommercialprocessesandemergingapplications.NuclearInstrumentsandMethodsinPhysicsResearchB185:8-33,2001吴季兰，戚生初，辐射化学，原子能出版社，1993何曼君，陈维孝，董西侠，高分子物理，复旦大学出版社，2003潘祖仁，高分子化学，化学工业出版社，2004.HarryR.Allcock,FrederickW.Lampe,JamesE.Mark,ContemporaryPolymerChemistry，科学出版社，2004.吴世康，高分子光化学导论——基础和应用，科学出版社，2003张兴英，李齐方，高分子科学实验，化学工业出版社，2004J.W.T.SpinksandR.J.Wood,《AnIntroductiontoRadiationChemistry》.3nd,JohnWiley&Sons.Inc.，1992R.J.Wood,《AppliedRadiationChemistry》.JohnWiley&Sons.Inc.，1994SciencewebonRadiationandPolymerRadiationChemistryDataCenter://pubs.acs.org/journals/jpchax/://://辐射的历史辐射：可定义为能量通过物质或空间的传播其表现形式为电磁波或高能粒子电磁辐射波谱来源：劳伦斯伯克利实验室,「微观世界：电磁波频谱.」[2003.03.26引用.]电离辐射:能够从原子中轰击出电子，即电离。电离辐射源包括：α粒子β粒子中子γ射线X-射线非电离辐射没有足够的能量使与之作用的物质原子发生电离。微波可见光无线电波TV波紫外线（极短的波长除外）辐射效应取决于微观水平上辐射与物质的作用方式辐射以小能包的形式传递能量，而不是贯穿整个物体均匀地分配能量地球在45亿多年前形成固态质量时就具有放射性。然而，我们对辐射与放射性的了解只有一百多年。辐射警示标志，「三叶形」美国公众所受的辐射照射源辐射与放射性的发现简史•WilhelmConradRoentgen于1895年11月8日发现X射线。1901年伦琴获得第一个诺贝尔物理学奖希托夫管（真空管）放电实验中的发光现象荧光:快(10-6~10-9s)磷光:慢(10-1~10-6s)轫致辐射（X射线）：神秘的射线伦琴实际上发现了轫致辐射(刹车辐射)电子轰击靶体时，可发生两种作用中的一种：•撞出物质中的轨道电子，轨道空穴由较高能级的电子填充并放出特征辐射（荧光/磷光）•在核区内减速带电粒子在加速度改变时会产生电磁辐射:X射线.电子的特性J.JThomopson(1897)
阴极射线在电场中能够被偏转，电子具有动量，这些试验说明电子作为粒子的发现。
汤普森测量了阴极射线的电荷质量比•测量阴极射线在电场中的偏转•e/m=1.76×1011C/kg•电子比氢轻很多汤普森因证实电子的粒子特性而获得诺贝尔物理奖（1906）1896:放射性的发现Becquerel贝可勒尔是研究磷光/荧光的开始测量其它物质双氧铀硫酸钾放在黑纸里的照相图板上………太阳不是必须的1903年因放射性的发现获得诺贝尔物理学奖1897:玛丽亚●居里和皮埃尔●居里的发现玛丽●居里:博士课题,用铀和钍重复贝可勒尔的试验:从沥青油矿提炼物质比铀和钍具有更强的放射性…钋继续提炼具有不同化学特性的物质提炼镭样本（每1克纯镭的活度后来被定义为1居里）玛丽亚和皮埃尔居里与贝可勒尔共同获得1903年诺贝尔物理学奖,1911年,玛丽亚因镭金属提纯获得诺贝尔化学奖.1899~1900:αβγ卢瑟福(Rutherford):对铀进行研究,提出两种类型的辐射(α)当时不清楚其特性(β)表现为阴极射线电子(γ)法国的维拉德,同样对铀进行了研究，发现了与α、β不同，具有很强穿透能力的射线,命名为射线贝克勒尔的照相板是被从铀发出的γ射线照射的卢瑟福与索迪提出辐射是一种元素自发转变为另一种元素的结果.卢瑟福因此获得1908年的诺贝尔化学奖.射线与物质的作用---高穿透性射线是一种穿透力极强的射线。定义:辐射化学是研究物质吸收电离（高能）辐射后所引起的化学效应的科学。**Radiationchemistryisthescienceofthechemicaleffectsbroughtaboutbyabsorptionofionizingradiation—Lind—**Radiationchemistrydealswiththechemicaleffectsproducedwhenmaterialsareexposedtohighenergyorionizingradiation—Spinks—辐射化学的研究对象,意义及与其他学科的关系射线与物质的相互作用辐射化学过程电离辐射：能导致中性物质分子或原子电离的辐射如：X-ray,-ray,positron,neutron,proton(辐射是任何以波或运动粒子的形式向周围空间或介质发射并在其中传播的能量---广义辐射的定义)化学反应：辐射分解，聚合，接枝共聚，氧化还原，降解，异构化，晶态变化，形态结构变化等系列化学过程。意义和应用（1）研究物理效应和生物效应的基础。（2）研究自由基或离子自由基反应。--建立合适的辐射化学体系以生成所需自由基。