15. Ionizáló sugárzások okozta kémiai hatások anyagtudományi alkalmazhatósága Kelemen Laura; Klimkó Júlia Luca Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék lau.kelemen@gmail.com; kjulialuca@gmail.com

Vázlat Bevezetés Sugárzás hatására lejátszódó folyamatok Térhálósodás Lánctördelődés Láncojtás Felhasználási lehetőségek Térhálósított rendszerek Zsugorodó fóliák Felületi bevonatok, felületek módosítása Membránok Összefoglalás

Bevezetés Téma szűkítése polimerekre Előadásunk alapja: Clough R.L.; High-energy radiation and polymers: A review of commercial processes and emerging applications; Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B 185 (2001) 8-33 Ismétlésként: Sugárzások csoportosítása: közvetlenül ionizáló (α, β, γ, Röntgen, UV) közvetve ionizáló (neutron) nem ionizáló (UV, VIS, IR, mikro, rádio és hanghullámok)

Sugárzás hatására lejátszódó folyamatok Térhálósodás Elektron-, gamma- vagy röntgen-sugárzás Szabad gyökök → rekombináció Szobahőmérsékleten – hőérzékeny polimerek Nincs plusz adalékanyag → orvosi, steril eszközök Dózis → térhálósodási fok Adott vastagság

Sugárzás hatására lejátszódó folyamatok Lánctördelődés lánchasadás, láncelágazódás és/vagy a makromolekulák részleges oxidációja Dózis, energia → tulajdonságok módosítása Lánchasadás,hosszú láncú láncelágazódás → megnő az olvadékszilárdság részleges oxidáció hatására → hidrofilitása megnő → elegyíthetőség javul

Sugárzás hatására lejátszódó folyamatok Láncojtás Alkalmazása: eltérő felületi és tömbi tulajdonság egy polimerrel nem elérhető szabad gyök → felületi rétegnek választott polimer monomerjével reagál Egyedi tulajdonságú felületek

Felhasználási lehetőségek Térhálósítás Kábelek szigetelése, tömítések, palackok filmek Felületi bevonatok Fa, fém, műanyag, üveg, textil Döntően: oligomergyanták polimerizációja és térhálósítása Pl: fényes lakk bevonatok újságok felületén, faanyagok kopásállóságának növelése

Felhasználási lehetőségek Felületmódosítás besugárzás: apol. poliolefinek felületén poláris csoportok alakulnak kijavul elegyíthetőség, nyomtathatóság, biológiai anyagokkal való adhézió Besugárzás ionnyalábbal Pl: PMMA: jelentősen csökkent súrlódási együtthatókopásállóság megnő Nagy molekulasúlyú PE is (csipőprotézis)

Felhasználási lehetőségek Zsugorodó fóliák (hőhatásra) Csomagoltástecnika-memóriaeffektus Kristályos rész olvadáspontja fölé hőm.megnyújtáslehűtéskövetkező felmelegedésig nyújtott állapotban maradnak Visszaállítható polimer biztosítékok: Besugárzással térhálósított polimer+korom (töltőanyag)kompozit felmelegszik átfolyó többletáram miattpolimer megduzzad, megzavar korom vezető hálózatátvezetés megszűnik Amint lehűlpolimer visszanyeri eredeti méretét .

Felhasználási lehetőségek Membránok Vékony polimer filmek nagy sebbeségű neutronokkal való besugárzása: mikro és nanopórusos membránok Ingerérzékeny („intelligens”)membránok Pórusméret külső hatásokra periodikusan változtatható (pH, elektromos erőtér)áteresztőképesség széles határok közt állítható +jó mechanikai stabilitás Felhasználási lehetőség: gyógyszerek szabályozott adagolása

Felhasználási lehetőségek Hidrogélek Térhálósítás sugárzássalszennyvíztisztítás Sterilizálás Orvosi segédeszközök, csomagolt ételek, gyógyszeripari termékek Körülmények optimális megválasztása! (túl nagy E vagy dózisalapanyag degradálódhat) Műanyag-újrahasznosítás Kötések felszakításahomogénebb termékjobb tulajdonságok Mikroelektronika

Köszönjük a figyelmet! Kelemen Laura; Klimkó Júlia Luca Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Fizikai Kémia és Anyagtudományi Tanszék lau.kelemen@gmail.com; kjulialuca@gmail.com