南華大學(xué)《放射化學(xué)》第7章 輻射化學(xué)

放射化學(xué)唐泉核科學(xué)技術(shù)學(xué)院7輻射化學(xué)輻射化學(xué)的基本特征和基本過(guò)程水和水溶液的輻射化學(xué)生化物質(zhì)的輻射化學(xué)色譜法輻射化學(xué)的應(yīng)用目錄7.1輻射化學(xué)的基本特征和基本過(guò)程輻射化學(xué)是研究電離輻射與物質(zhì)相互作用時(shí)所發(fā)生化學(xué)變化的一門學(xué)科。它主要研究：輻射作用引起的初級(jí)過(guò)程、次級(jí)過(guò)程以及后續(xù)的化學(xué)反應(yīng)過(guò)程；輻射對(duì)物質(zhì)的破壞和損傷作用的化學(xué)反應(yīng)機(jī)制；輻射引起的各種物理化學(xué)變化在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生物及醫(yī)學(xué)域中的應(yīng)用。7.1.1輻射化學(xué)與放射化學(xué)的關(guān)系輻射化學(xué)與放射化學(xué)在研究對(duì)象、方法和基礎(chǔ)理論方面是不同的。放射化學(xué)是研究放射性物質(zhì)本身的化學(xué)性質(zhì)，而輻射化學(xué)是研究由于輻射引起的化學(xué)變化。首先，它們研究與放射性有關(guān)的化學(xué)；其次，由于放射性物質(zhì)本身具有放射性，因此7.1.2輻射化學(xué)的基本特征

引起輻射化學(xué)反應(yīng)的能源是電離輻射，它包括：高能光子（X和γ射線）；高能電子；重帶電粒子（質(zhì)子、氘核、α和核裂變碎片）；中子。

7.1.2輻射化學(xué)的基本特征由于它們的能量很高,它們與物質(zhì)作用時(shí)既能產(chǎn)生激發(fā)又能引起電離，因此輻射化學(xué)具有與熱化學(xué)、光化學(xué)反應(yīng)不同的特征。原子和分子的電離能：5~25eV。如3H的β-平均能量為5.72keV，最大能量為18.61keV；14C的β-平均能量為45keV，最大能量為0.155MeV。1、輻射化學(xué)中常用入射粒子的能量很高。

入射粒子的能量：keV~MeV數(shù)量級(jí)；

原子、分子的電離能（5~25eV）；

化學(xué)鍵能（2~10eV）。一個(gè)入射粒子可使多個(gè)分子電離和激發(fā)。而光化學(xué)過(guò)程則是一次性的，光子通過(guò)一次相互作用把它的能量全部給被激發(fā)的分子，而本身消失。7.1.2輻射化學(xué)的基本特征2、輻射化學(xué)過(guò)程中的激發(fā)和電離作用是無(wú)選擇的，入射粒子可與路徑上的任何分子在任何部位發(fā)生作用，產(chǎn)生可能的激發(fā)分子和離子。而光化學(xué)是有選擇性的，只有當(dāng)入射光子的能量滿足躍遷條件，且兩個(gè)能態(tài)間的躍遷為允許躍遷時(shí)，光激發(fā)過(guò)程才能發(fā)生。7.1.2輻射化學(xué)的基本特征7.1.2輻射化學(xué)的基本特征3、輻射化學(xué)過(guò)程和光化學(xué)過(guò)程產(chǎn)生的活性粒子在空間的分布是不同的。而光化學(xué)體系中，可發(fā)生光學(xué)作用的分子或原子在統(tǒng)計(jì)學(xué)意義是均勻分布的，因此光激發(fā)過(guò)程完全是一個(gè)隨機(jī)過(guò)程。前者的徑跡為刺跡，后者為形成的激發(fā)分子基本上是均勻分布的。電離輻射與物質(zhì)作用所引起的變化過(guò)程，按時(shí)間標(biāo)度可分為物理過(guò)程、物理化學(xué)過(guò)程、化學(xué)過(guò)程和生理過(guò)程。物理過(guò)程

一般發(fā)生在10-18~10-15秒時(shí)間內(nèi)，在此過(guò)程中，入射粒子把能量傳遞到介質(zhì)中，產(chǎn)生正離子、激發(fā)分子、δ電子和刺跡等，可用傳能線密度(LET)來(lái)表示。7.1.3輻射化學(xué)的基本過(guò)程7.1.3輻射化學(xué)的基本特征傳能線密度(LET：LinearEnergyTranster)：入射粒子在單位徑跡長(zhǎng)度中損失的能量。物理化學(xué)過(guò)程

一般發(fā)生在10-15~10-11秒時(shí)間內(nèi)。一方面?zhèn)鬟f能量，另一方面發(fā)生分子解離及離子-分子反應(yīng)等，形成新的分子和活性中間產(chǎn)物（自由基、溶劑化電子等）。化學(xué)過(guò)程

一般發(fā)生在10-11秒以后，此過(guò)程包括中間產(chǎn)物的擴(kuò)散和化學(xué)反應(yīng)。7.1.3輻射化學(xué)的基本過(guò)程7.1.3輻射化學(xué)的基本過(guò)程生理過(guò)程

一般發(fā)生在10-2秒以后，影響生命體的代射過(guò)程。以上四個(gè)過(guò)程發(fā)生的幾率主要取決于離子、激發(fā)分子和自由基在徑跡中的濃度，而這與射線的LET值有關(guān)。此外，反應(yīng)的幾率還與介質(zhì)的狀態(tài)有關(guān)，氣態(tài)和液態(tài)輻射化學(xué)反應(yīng)幾率差別很大。短壽命中間產(chǎn)物有：電子、離子、激發(fā)分子和自由基。

7.1.4短壽命中間產(chǎn)物7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——電子次級(jí)電子主要來(lái)源是：入射電離輻射在物質(zhì)中慢化時(shí)發(fā)生的多次初級(jí)電離作用；初級(jí)電離產(chǎn)生的具有較高能量的次級(jí)電子又使物質(zhì)產(chǎn)生次級(jí)電離作用。

M--～→M+·+e-

e-+M→M+·+2e-能量低于介質(zhì)分子電離電位的電子稱為低能電子，它們?cè)谳椛浠瘜W(xué)中有重要意義，可發(fā)生如下反應(yīng)：

被具有正電子親合勢(shì)的分子俘獲：簡(jiǎn)單電子俘獲解離電子俘獲生成離子對(duì)7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——電子與正離子中和：電子溶劑化或陷落：

7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——電子正離子主要是由輻射從介質(zhì)分子中逐出電子產(chǎn)生的，也可由初級(jí)過(guò)程形成的活性粒子進(jìn)一步反應(yīng)產(chǎn)生。負(fù)離子由激發(fā)分子分解或由中性分子俘獲電子產(chǎn)生。離子的反應(yīng)有：離子中和反應(yīng)7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——離子7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——離子離子解離

AB+→C++D離子-分子反應(yīng)

電子轉(zhuǎn)移、氫原子轉(zhuǎn)移、質(zhì)子轉(zhuǎn)移、氫化物離子轉(zhuǎn)移7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——激發(fā)分子激發(fā)分子除由輻射與物質(zhì)直接作用產(chǎn)生外，離子中和也是一個(gè)重要途徑。激發(fā)分子的衰變的兩種途徑一是激發(fā)分子的單分子衰變途徑（輻射躍遷、無(wú)輻射躍遷、激發(fā)分子內(nèi)轉(zhuǎn)移、單分子解離和重排）；二是雙分子反應(yīng)（電子轉(zhuǎn)移反應(yīng)、抽氫反應(yīng)、加成反應(yīng)）。7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——激發(fā)分子

自由基是指含有成鍵能力未成對(duì)電子的原子、分子和離子，它在輻射化學(xué)具有特別重要的意義，它既是大多數(shù)輻射化學(xué)初級(jí)過(guò)程的主要產(chǎn)物，又是次級(jí)反應(yīng)中最活躍的因素。7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——自由基7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——自由基

輻射化學(xué)反應(yīng)中的自由基通?？梢阅苓^(guò)激發(fā)分子的分解、慢電子的俘獲分解、離子的中和反應(yīng)和分解、離子-分子反應(yīng)等過(guò)程產(chǎn)生。自由基的反應(yīng)性取決于它的結(jié)構(gòu)、生成方式、攜帶能量等，其壽命與溶劑、溫度和氧的存在等環(huán)境因素有關(guān)。大多數(shù)自由基是非?；钴S的，只能作為中間產(chǎn)物瞬時(shí)存在，但有的自由基也相當(dāng)穩(wěn)定，如：自由基反應(yīng)通常有：電子轉(zhuǎn)移抽出反應(yīng)加成反應(yīng)解離復(fù)合歧化反應(yīng)氧化反應(yīng)

7.1.4短壽命中間產(chǎn)物——自由基7.1.5輻射化學(xué)效應(yīng)的定量描述用產(chǎn)額G定量描述輻射化學(xué)的效應(yīng)。G值表示某種受照物質(zhì)每吸收100eV電離輻射能量所產(chǎn)生的特定化學(xué)變化的數(shù)目，它包括物質(zhì)（分子、離子、原子和自由基）形成或破壞的數(shù)量。G(-H2O)G值與吸收劑量之間有如下關(guān)系：

式中，N為1cm3物質(zhì)中所生成或分解的數(shù)目，

D為吸收劑量（eV/cm3）。7.1.5輻射化學(xué)效應(yīng)的定量描述

G值與下列因素有關(guān)：物質(zhì)的種類和狀態(tài)；射線類型；介質(zhì)條件；化學(xué)反應(yīng)類型等例7.17.1.5輻射化學(xué)效應(yīng)的定量描述γ輻射時(shí)某些物質(zhì)的G值7.2水和水溶液的輻射化學(xué)所研究的是電離輻射作用于水和水溶液所引起的化學(xué)效應(yīng)。研究水和水溶液的輻射化學(xué)的原因：水和水溶液是最經(jīng)常碰到的研究對(duì)象，水是極性溶劑，對(duì)輻射具有特殊的反應(yīng)，這對(duì)放射性物質(zhì)在水溶液中的性質(zhì)、狀態(tài)以及發(fā)生各種物理、化學(xué)變化均有很大影響；7.2水和水溶液的輻射化學(xué)水和水溶液的輻射化學(xué)也是核燃后處理工藝和反應(yīng)堆化學(xué)化工領(lǐng)域中必然涉及的重大課題；放射生物學(xué)和放射醫(yī)學(xué)所研究的對(duì)象-生物體一般都含有70~80%的水，水和水溶液輻射化學(xué)也是放射生物學(xué)和放射醫(yī)學(xué)的重要基礎(chǔ)。7.2.1

液態(tài)水的輻射分解過(guò)程液態(tài)水與射線作用時(shí)，首先發(fā)生的是水分子的電離和激發(fā)，生成離子、激發(fā)分子和次級(jí)電子，它們進(jìn)一步發(fā)生反應(yīng)：離子分子反應(yīng)：激發(fā)分子解離：激發(fā)能傳遞：將能量傳遞給鄰近的水分子，不發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。7.2.1

液態(tài)水的輻射分解過(guò)程慢化電子溶劑化：它的總反應(yīng)為：H2O--～→H2、H2O2、、H·、OH·、H3O+、HO2·一定條件下水受輻射時(shí)各種產(chǎn)物的G值見(jiàn)表7-2。7.2.2

水的輻射分解中間產(chǎn)物及其性質(zhì)水的輻射產(chǎn)物按氧化還原性可分成還原性產(chǎn)物（H·、H2、）；氧化性產(chǎn)物（OH·、HO2·、H2O2）；也可按產(chǎn)物形態(tài)分為分子產(chǎn)物和自由基產(chǎn)物。7.2.2

水的輻射分解中間產(chǎn)物及其性質(zhì)水合電子（）水化電子可以看作被一定取向的水分子群圍繞著的電子,是強(qiáng)還原劑，Eθ=-2.77V。由于H+是的有效清除劑，只有在中性或堿性條件下才有實(shí)際意義。7.2.2

水的輻射分解中間產(chǎn)物及其性質(zhì)氫原子氫原子的Eθ=-2.31V也是強(qiáng)還原劑，能發(fā)生還原反應(yīng)。7.2.2

水的輻射分解中間產(chǎn)物及其性質(zhì)·OH自由基在酸性條件下是強(qiáng)氧化劑具有很強(qiáng)的電子親合力，可與溶質(zhì)發(fā)生：氧化反應(yīng)：加成反應(yīng)：抽氫反應(yīng)：7.2.2

水的輻射分解中間產(chǎn)物及其性質(zhì)H2O2和HO2·電離輻射與水溶液作用時(shí)，它們的產(chǎn)額與水溶液的性質(zhì)有關(guān)，如水中的含氧量、pH等。HO2·：H2O2：7.2.3影響水輻射分解的因素LET值

高LET值有較高的分子產(chǎn)額和較低的自由基產(chǎn)額，低的LET值有較低的分子產(chǎn)額和較高的自由基產(chǎn)額。劑量率較高的劑量率入射時(shí)有較高的分子產(chǎn)額和較低的自由基產(chǎn)額，低的劑量率入射時(shí)有較低的分子產(chǎn)額和較高的自由基產(chǎn)額。7.2.3影響水輻射分解的因素溫度溫度影響自由基的擴(kuò)散速度，溫度升高時(shí)，自由基從刺跡或徑跡中向外擴(kuò)散的再度增加，有較高的自由基產(chǎn)額。Ph值Ph值影響G值見(jiàn)圖7-3。7.2.3影響水輻射分解的因素雜質(zhì)雜質(zhì)具有氧化性或還原性，它們能影響G值。水溶液的輻射化學(xué)

當(dāng)稀水溶液（＜10-2mol/L）受到輻照時(shí)，輻射能幾乎全被水分子所吸收，輻射與溶質(zhì)的直接作用可以忽略不計(jì)，所觀測(cè)到的溶質(zhì)的化學(xué)變化以及溶質(zhì)轉(zhuǎn)化產(chǎn)物的生成是通過(guò)水輻解產(chǎn)物，主要是自由基的間接作用所引起的。7.2.3影響水輻射分解的因素當(dāng)溶液（＞10-2mol/L）時(shí)，隨著濃度的增加，溶質(zhì)與自由基反應(yīng)的幾率增加。，當(dāng)濃度大到一定程度時(shí)，輻射能與溶質(zhì)發(fā)生直接作用。7.2.3影響水輻射分解的因素?zé)o機(jī)物稀水溶液

由于水的輻解產(chǎn)物主要是氧化性和還原性產(chǎn)物，因此稀水溶液溶質(zhì)與水輻解產(chǎn)物之間的作用通常是氧化還原反應(yīng)。由于水溶液的氧化還原反應(yīng)與水輻解的氧化性和還原性產(chǎn)物的產(chǎn)額有關(guān)，而產(chǎn)額又取決于體系的吸收能量，因此人們利用水溶液的氧化還原反應(yīng)來(lái)測(cè)定輻射劑量。根據(jù)這個(gè)原理，可制成各種類型的化學(xué)劑量計(jì)，常用的有硫酸亞鐵劑量計(jì)、硫酸高鈰劑量計(jì)、重鉻酸鉀劑量計(jì)等。7.2.3影響水輻射分解的因素還原反應(yīng)：

氧化反應(yīng)：7.2.3影響水輻射分解的因素7.2.3影響水輻射分解的因素硫酸亞鐵計(jì)量計(jì)的組成為空氣飽和的0.4mol/LH2SO4、10-3mol/LFeSO4和10-3mol/LNaCl水溶液組成，經(jīng)60Coγ射線輻照后，存在下列反應(yīng)，經(jīng)推理，計(jì)算G（Fe3+）。可能使用的水受輻射時(shí)各種產(chǎn)物的G值：G(H2O)=4.45,G(H2)=0.40,G(H2O2)=0.78,G(e-水合)=0,G(OH·)=2.90,G(HO2·)=0.008，G(H·)=3.65。H2O－～→e-水合，OH·,H·,H2,H2O2,HO2·------------（1）e-水合+H+→H·------------（2）H·+O2→HO2·-------------（3）HO2·+Fe2+→+Fe3+-----------（4）7.2.3影響水輻射分解的因素+H+→H2O2---------------（5）OH·+Fe2+→OH-+Fe3+-------------（6）H2O2+Fe2+→Fe3++OH-+OH·-----------（7）(2)+(3):e-水合+H++O2→

HO2·-----（8）(8)+(4):e-水合+H++O2+Fe2+→+Fe3+--（9）(9)+(5):e-水合+2H++O2+Fe2+→H2O2+Fe3+---（10）(10)+(7):e-水合+2H++O2+2Fe2+→2Fe3++OH-+OH·--（11）(11)+(6)

:e-水合+2H++O2+3Fe2+→3Fe3++2OH-1mole-水合~3molFe3+→G（Fe3+）=3G(e-水合)---（A）7.2.3影響水輻射分解的因素（3）+（4）：H·+O2+Fe2+→+Fe3+-------(12)（12）+（5）：H·+O2+Fe2++H+→H2O2+Fe3+------(13)（13）+（7）：H·+O2+2Fe2++H+→2Fe3++OH-+OH---(14)（14）+（6）：H·+O2+3Fe2++H+→3Fe3++2OH-1molH·~3molFe3+→G（Fe3+）=3G(H·)------（B）

（4）+（5）：HO2·+Fe2++H+→H2O2+Fe3+------(15)（15）+（7）：HO2·+2Fe2++H+→2Fe3++OH-+OH·-(16)（16）+（6）：HO2·+3Fe2++H+→3Fe3++2OH-1molHO2·~3molFe3+→G（Fe3+）=3G(HO2·)-------（C）7.2.3影響水輻射分解的因素（6）+（7）：H2O2+2Fe2+→2Fe3++2OH-1molH2O2~2molFe3+→G（Fe3+）=2G(H2O2)----（D）（6）得1molOH·~1molFe3+→G（Fe3+）=G(OH·)-----（E）由A、B、C、D、E得：G（Fe3+）=G(OH·)+2G(H2O2)+3{G(HO2·)+G(H·)+G(e-水合)}=15.4例7.27.2.3影響水輻射分解的因素有機(jī)物稀水溶液在有機(jī)物稀水溶液中，水的輻射產(chǎn)物與溶質(zhì)的氧化還原反應(yīng)除電子轉(zhuǎn)移外，還常呈現(xiàn)抽氫和加成反應(yīng)。電子轉(zhuǎn)移：抽氫反應(yīng)：加成反應(yīng)：7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)電離輻射對(duì)生物體的作用可分為直接作用和間接作用。直接作用是生物體中的生物分子直接受到電離輻射的作用而吸收輻射能量并導(dǎo)致生物體受損；間接作用是生物體內(nèi)的水的輻解產(chǎn)物與生物分子的作用。電離輻射對(duì)生物體的損傷主在是間接作用的效應(yīng)。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——糖類糖類是人體的重要組分之一，是人體的主要供能物質(zhì)。人體內(nèi)的糖類主要是葡萄糖（單糖）和糖原（多糖），還有核糖和脫核糖是核酸的組成要素。葡萄糖是開鏈的五羥基己醛，結(jié)構(gòu)式如下：多糖是高分子化合物，一分子多糖水解后生成幾百或幾千個(gè)單糖分子，因此，可以把多糖看作是許多單糖的甙羥基和醇羥基脫水縮合的產(chǎn)物。在輻照作用下可發(fā)生抽氫反應(yīng)、碳鍵斷裂等反應(yīng)。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——糖類葡萄糖

葡萄糖與水合電子反應(yīng)緩慢，與OH·或H·發(fā)生抽氫反應(yīng)。如有氧存在，輻照可生成葡萄糖醛酸等，如無(wú)氧存在，可生成酸性聚合物。多糖多糖是通過(guò)醚鍵將單糖連接在一起的，輻照多為使多糖降解，其化學(xué)變化與單糖類似，發(fā)生C-C鍵斷裂，同時(shí)也發(fā)生醚鍵斷裂。物理變化：粘度降低、溶解度增加等。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——脂類脂類包括脂肪和類脂。脂肪的輻解取決于脂肪的類型、不飽和程度、輻照劑量、氧的存在與否等因素。飽和脂肪對(duì)輻照是穩(wěn)定的，不飽和脂肪容易發(fā)生氧化；劑量越大，氧化程度越高。輻照的主要反應(yīng)有：脫羧、氧化、脫氫等。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)是由不同的氨基酸單元通過(guò)肽鍵連接起來(lái)的生物高分子化合物，占人體的干重的45%，是構(gòu)成生物體的主要成分，在生命活動(dòng)中起著極其重要的作用。對(duì)不同的蛋白質(zhì)在不同條件的輻照下發(fā)生不同的反應(yīng)。羧酸分子中烴基上的一個(gè)或多個(gè)氫原子被氨基所取代的化合物叫做氨基酸。根據(jù)氨基和羧基的相對(duì)位置，可分為α、β、γ-氨基酸。

如：α-氨基酸NH2CH2COOH、

β-氨基丙酸NH2CH2CH2COOH

7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——蛋白質(zhì)

肽又叫多肽，它是含有多個(gè)氨基酸單元的聚合物，可以看作由多個(gè)氨基酸分子通過(guò)氨基和羧基之間脫水縮合而形成的。蛋白質(zhì)由C、H、O、N、S等元素組成，有些還含有P、Fe、I等元素，由數(shù)百個(gè)、甚至數(shù)千個(gè)氨基酸所構(gòu)成。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——蛋白質(zhì)酶是催化生物體內(nèi)各種化學(xué)變化并具有特異功能的蛋白質(zhì)，因而與蛋白質(zhì)的輻射化學(xué)行為極為相似。1、氨基酸和肽：輻照作用下主要發(fā)生脫氨基反應(yīng)、脫羧反應(yīng)；2、蛋白質(zhì)和酶：輻照作用下引起氨基酸的破壞、氫鍵斷裂，也可引起聚合、交聯(lián)、裂解等，引起酶的鈍化。7.3生化物質(zhì)的輻射化學(xué)——核酸核酸是分子量極大的高分子化合物，包括核糖核酸RNA和脫氧核糖核酸DNA。在輻照作用下它們?nèi)缡艿綋p傷可影響細(xì)胞的生存和繁殖。主要發(fā)生下列反應(yīng)：堿基降解與游離、氫鍵斷裂、DNA鏈斷裂、交聯(lián)。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射交聯(lián)可在常溫下操作，交聯(lián)密度高，產(chǎn)品純度高，容易連續(xù)操作。產(chǎn)品有：

輻射交聯(lián)電線電纜：以聚乙烯、聚氯乙烯為基材的電線電纜的絕緣層。提高該輻射交聯(lián)產(chǎn)品的耐溫等級(jí)和機(jī)械強(qiáng)度輻射交聯(lián)輻射使聚合物主鏈線性分子之間通過(guò)化學(xué)鍵相連接，結(jié)果是聚合物分子量隨吸收劑量增加而增加，直至形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的聚合物。圖a中線A、B、C、D分別代表線性高分子

圖b中斜線代表交鏈鍵7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射降解：輻射聚合物發(fā)生主鏈斷裂，結(jié)果分子量下降，最終形成分子量很小的低聚物。熱收縮材料：以聚乙烯為基材的縮管、片材、薄膜等；它基于聚乙烯等結(jié)晶型高分子材料經(jīng)過(guò)輻照后具“記憶效應(yīng)”，制品輻照-人為地?cái)U(kuò)張-加熱-擴(kuò)張后的制品自動(dòng)收縮-力圖回到原狀。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

橡膠輻射硫化：以天然橡膠為基材，通過(guò)輻照硫化所制成的一些醫(yī)用產(chǎn)品等；泡沫材料制品：由聚合物、發(fā)泡劑和某些添加劑等組分經(jīng)輻照聚合成交聯(lián)網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，加熱使發(fā)泡劑分解，所生成的氣體使網(wǎng)狀體具有泡沫結(jié)構(gòu)。其它：汽車輪胎中某些橡膠組件等的加工，經(jīng)輻照后能提高其機(jī)械強(qiáng)度和耐溫、耐磨性能等。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射固化指涂料被電子束照射聚合和交聯(lián)后固化，此技術(shù)被廣泛利用于金屬、陶瓷、紙張等領(lǐng)域，其特點(diǎn)是能耗低、效率高、無(wú)溶劑揮發(fā)所造成的環(huán)境污染、產(chǎn)品質(zhì)量好等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是成本高，輻照需在氮?dú)饣蚨趸嫉榷栊詺夥罩羞M(jìn)行。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射聚合主要是輻射制備復(fù)合材料。乙烯基為單體浸入木材內(nèi)，經(jīng)副照得到的聚合物?？纱蟠蟾淖兡静牡臋C(jī)械性能、耐氣候性等。輻射聚合：應(yīng)用電離輻射能來(lái)引發(fā)有機(jī)單體（主要是乙烯基單體）的聚合反應(yīng)，從而可獲取高分子化合物。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射聚合特征：生成的聚合物更加純凈，沒(méi)有引發(fā)劑的殘?jiān)?；聚合反?yīng)易于控制，用穿透性大的γ射線，聚合反應(yīng)可均勻連續(xù)進(jìn)行，防止了局部過(guò)熱和不均一的反應(yīng)；可在常溫或低溫下進(jìn)行；生成的聚合物分子量和分子量分布可用劑量率等聚合條件加以控制。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射聚合的主要方法輻射場(chǎng)內(nèi)聚合

整個(gè)聚合進(jìn)程皆在輻射場(chǎng)內(nèi)進(jìn)行，離開輻射場(chǎng)聚合反應(yīng)就停止。該方式適合于單體輻解生成的自由基壽命很短、產(chǎn)額較大、聚合速率很快，且生成的聚合物穩(wěn)定性高，如一些氟烯烴單體的輻射聚合。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射聚合的主要方法輻射場(chǎng)外聚合

在輻照時(shí)，樣品內(nèi)不斷通氧，使單體輻解生成的自由基轉(zhuǎn)化為過(guò)氧化物或烷基過(guò)氧化氫。移出輻射場(chǎng)外，利用通氮加熱、紫外光照等辦法再生自由基，引發(fā)聚合。適用于輻照穩(wěn)定性差的聚合物體系。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射接枝高分子材料改性的重要手段。兩種或兩種以上的單體相聚合而成的聚合物稱為共聚物。由單體A構(gòu)成的鏈段和由單體B構(gòu)成的鏈段連接而成的共聚物稱為嵌段共聚物，其結(jié)構(gòu)如下：--AAAA--BBBBB--AAAA--7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

由A單體構(gòu)成的長(zhǎng)鏈作為主鏈，由B單體構(gòu)成的鏈段作為支鏈的共聚物，稱為接枝共聚物，其結(jié)構(gòu)式如下：7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

作為接枝共聚物，通常主鏈和支鏈的組成單元是不同的，主鏈、支鏈本身也可能是共聚物。共聚反應(yīng)可以改變高分子鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)，從而會(huì)改善聚合物的各種物理性能。如在聚苯乙烯分子鏈上接枝丙烯酸可以增加基材的粘接性，聚氯乙烯纖維上接枝丙烯腈可防止熱收縮，接枝丁二烯可改善其耐沖擊性。7.4.1高分子化學(xué)中的應(yīng)用

輻射接枝共聚是高分子