摘 要：簡要闡述了輻射交聯(lián)（Radiation crosslinking）、輻射聚合（Radiation polymerization）、輻射接枝（Radiation grafting）、輻射降解（Radiation decomposition）等輻射加工技術的研究進展；介紹了輻射交聯(lián)、輻射聚合、輻射接枝、輻射降解在材料學研究中的應用示例，綜合討論了輻射加工技術在材料改性、高分子聚合材料、生物功能材料等許多領域具有節(jié)能、環(huán)保、高效費比等優(yōu)點，并且，在許多領域輻射加工將逐步取代傳統(tǒng)加工。

關鍵詞：輻射交聯(lián) 輻射聚合 輻射接枝 輻射降解

中圖分類號：TB324 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）08（a）-0048-02

輻射加工（Radiation Processing）在國際上被譽為“綠色”技術，是利用輻射化學中射線與物質(zhì)相互作用引發(fā)物質(zhì)分子發(fā)生電離、激發(fā)等效應等基本原理來和平利用原子能的方法，是工業(yè)生產(chǎn)和材料制備的高新技術。目前，輻射加工涉及到材料配方、生物功能材料合成、新產(chǎn)品開發(fā)等，幾乎已經(jīng)滲透到各個領域，其中高分子化合物的輻射加工、改性是輻射化學應用最早、最快、最廣泛的領域。輻射交聯(lián)、接枝、聚合、降解作為高分子材料的四大輻射效應都相繼具有產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。

1 輻射交聯(lián)

高分子化學和材料是20世紀的重大發(fā)現(xiàn)之一，高分子材料的改性技術經(jīng)過多年的發(fā)展，輻射交聯(lián)技術已經(jīng)發(fā)展得逐漸成熟，但是，輻射交聯(lián)的詳細機理目前為止還不完全清楚，輻射交聯(lián)產(chǎn)物表現(xiàn)出的性能上的改變卻得到了廣泛的認可。

當射線與物質(zhì)相互作用時產(chǎn)生離子對、電子等一些活性基團，這些基團發(fā)生一系列變化，產(chǎn)生交聯(lián)，由原來的二維結構變成三維網(wǎng)狀結構，這種使材料改性的方法稱為輻射交聯(lián)，其對材料性能的改變表現(xiàn)在分子量及分子結構的改變、改善相容性、對聚合物熱學性能及電學性能和熱機械性能的影響、對高分子材料阻燃性的影響等方面。早在1991年，馬宏偉[1]等根據(jù)材料性能受輻射照射劑量的影響而發(fā)生改變，從而設計制備出了具有橡膠彈性體特性的熱塑性材料，這就是嚴格控制交聯(lián)密度從而從熱學性能上對材料進行了改性的一個實例。據(jù)研究[2]，輻射交聯(lián)能影響材料存在缺陷的一面，從而緩解材料的缺陷，從而使材料具有較好的相容性。此外，嚴永昌[3]等利用輻射交聯(lián)改善了傳統(tǒng)交聯(lián)劑的使用造成材料的高頻性能的損失，從而長期地改變了材料的高頻性能和絕緣性。

2 輻射聚合

輻射聚合，根據(jù)聚合速度與是否受溫度影響分為有機離子聚合和離子聚合兩種，也可根據(jù)聚合體系狀態(tài)分為液相輻射聚合、固相輻射聚合及乳液聚合。利用電離輻射的優(yōu)點和特點，制備出的生物醫(yī)用高分子材料具有廣泛的應用前景。輻射聚合具有獨特的優(yōu)點是大多數(shù)聚合單體在低溫下就能進行反應，具有工藝簡單、反應條件比較溫和的特點，這也是輻射聚合技術發(fā)展速度之快的原因之一。

輻射聚合技術在高分子材料合成中的應用范圍相當廣泛，包括制備水凝膠、丙烯酸增稠劑、高吸水性樹脂等。其中水凝膠是一種浸沒在水中能夠達到一定的膨脹狀態(tài)但是不會溶解的高分子聚合物，作為醫(yī)學材料來說具有很好的生物相容性。1999年，姜桂林等[4]利用60Co輻照源和輻射聚合方法制備出了一種二元共聚水凝膠（N-乙烯基吡咯烷酮、4-乙烯基吡啶、丙烯酰胺）并且研究了溫度等因素對其在膨脹與收縮之間轉(zhuǎn)化速度的敏感程度。目前，水凝膠已成為智能生物材料。王芊[5]等同樣利用60Co輻照源引發(fā)丙烯酸單體發(fā)生輻射聚合反應，制備丙烯酸增稠劑，試驗后，表明此合成的增稠劑的增稠能力基本達到Alcoprint PTF水平。陳長鋼[6]等利用輻射聚合技術研制了球狀高吸水性樹脂，并研究了其作為脫水劑的優(yōu)良性能。

3 輻射接枝

輻射接枝是材料改性的重要方法之一，可以用來改善材料相容性、抗皺性等，提高納米材料等的性能和應用前景。現(xiàn)已由納米顆粒材料向新型納米材料擴展?？芍苽涞募{米材料有納米合金、較活潑輕金屬納米材料、納米復合材料、納米纖維等。

孫貴生[7]等運用γ射線引發(fā)輻射接枝的方法，在改性納米二氧化硅上接枝甲基丙烯酸縮水甘油酯單體，得到接枝共聚物，并且研究了在不同吸附材料影響下輻射接枝速率隨吸收劑量的變化。據(jù)報道，利用離子液體接枝聚偏氟乙烯，可使納米構造的聚偏氟乙烯復合材料具有高介電常數(shù)、低介電損耗、高導電性和優(yōu)異的力學性能，具有良好的生產(chǎn)應用前景。

4 輻射降解

輻射降解是指高分子聚合物在輻射下發(fā)生主鏈斷裂使其分子量下降的效應，其機理一般是自由基反應，但詳細機理也仍然未完全明確。輻射降解技術可應用在環(huán)境保護中，但由于資金問題，其最大的障礙是成本過高，目前研究較多的是天然材料的輻射降解。當然，利用γ射線輻射降解技術可進行在天然有機物降解、有機農(nóng)藥輻射處理和化學污染物降解處理。宮寧瑞[8]等利用輻射降解的方法對棉纖維分子量進行研究。得出當吸收劑量小于10 kGy時，棉纖維素的分子量測定值隨吸收劑量的增大而迅速減少，當吸收劑量大于10 kGy時，減少的趨勢則趨于平緩，從而確定了最佳降解需要的輻射劑量。Sawai[9]等利用γ輻射降解方法，研究多氯聯(lián)苯在異丙醇溶液中的降解速度，發(fā)現(xiàn)不同性質(zhì)溶液中其降解速度不同，在堿性溶液中多氯聯(lián)苯的輻射降解效率很高。謝芳[10]等在利用γ射線去除水溶液中的氯霉素進行輻射降解，對產(chǎn)物及機理研究后，發(fā)現(xiàn)氯霉素降解率與吸收劑量成正比； 并且在藥物起始濃度越低時越有利于溶液中氯霉素的去除。遲蕾[11]等研究發(fā)現(xiàn)輻射劑量為10 kGy時，玉米中殘留赭曲霉毒素的降解率可達50%，并且經(jīng)過輻照后玉米中營養(yǎng)成分沒有明顯變化。

5 結語

綜上所述，輻射加工技術涉及到的方面極為廣泛，其工業(yè)化發(fā)展非常迅速，實際上，物質(zhì)受到射線照射后會發(fā)生混合反應，也就是說，可能輻射交聯(lián)、接枝、聚合、降解等會伴隨發(fā)生，宏觀上是看哪一個反應占有，因此機理上尚未確定。因此在進一步研究、完善單項技術的基礎上拓寬輻射加工技術的應用范圍，一定意義上說具有良好的節(jié)能、環(huán)保性，在很多領域上有著逐步取代傳統(tǒng)加工方法的良好前景。

參考文獻

[1]馬宏偉，王勝敏.輻射交聯(lián)聚乙烯熱縮片的研制[J].塑料，1994（5）：37-39.

[2]Mickols WE.Fluorescent monitoring method for polymerization reactions：US，US5100802A[P].1992.

[3]嚴永昌.輻照交聯(lián)在電線電纜中的應用[J].電線電纜，1986（6）：16-19.

[4]姜桂林，伊敏.溫度敏感性共聚凝膠polyNIPAAm/X輻射合成及應用[J].北京大學學報：自然科學版，1999，35（2）：201-208.

[5]王芊，李文革，邵賽，等.增稠劑的輻射聚合制備及其性能研究[J].化學與粘合，2001（3）：112-114.

[6]陳長鋼，邵賽，王芊，等.輻射懸浮聚合法制備高吸水樹脂[J].精細化工中間體，2001，31（6）：26-27.

[7]孫貴生，俎建華，劉新文，等.納米二氧化硅輻射接枝制備離子交換吸附材料及其吸附性能[J].高分子材料科學與工程，2008（12）：164-167.

[8]宮寧瑞，常德華，劉繼華，等.輻射對棉纖維素相對分子質(zhì)量的影響[J].北京理工大學學報，1997（5）：574-578.

[9]Sawai T， Shinozaki Y. Radiolytic Decchlorination of Polychlorinated Biphentls （PCB） in Organic Solutions[J].Chemistry Letters，1972（10）：865-868.

[10]謝芳.動物源性食品中氯霉素輻射降解產(chǎn)物及機理的研究[D].中國農(nóng)業(yè)科學院，2008.

[11]遲蕾，哈益明，王鋒，等.玉米中赭曲霉毒素A的輻照降解效果[J].食品科學，2011，32（11）：21-24.