三辐射与靶材料化学非生物靶.ppt

1、辐射化学分类：气体辐射化学、水和水溶液辐射化学、有机辐射化学、固体辐射化学、有机化合物的辐射合成、聚合物辐射化学和辐射加工技术。放射化学产量的国际单位表达式(si)为G=mol/J，由于国际单位吸收剂量(Gy)为J/kg，而实际化学产量变化单位为mol/kg，因此存在以下关系：Gy=J/kg G=23(分子数/100eV)。第一节：辐射聚合，获得高分子化合物，如聚乙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯等。辐射诱导聚合):是一种使用辐射能量引发有机单体聚合以获得聚合物化合物的方法。聚合度：是指聚合物大分子中重复结构单元的数量，也称为链节的数量，用n表示。自由基聚合是一种链式反应，也称为自由基聚合。它们大多是自

2、由基机制，并有一个阶段性的过程。链启动链增长，链终止链转移，这是一个分阶段的过程。高能辐射用于照射单体以产生离子或自由基，形成活性中心。聚合是由自由基、正离子或负离子引发的。辐射聚合的反应机理，辐射聚合的优点，不需要添加引发剂，而且产物更加纯净，这对于医用生物高分子材料的合成尤为重要；辐射聚合可以在常温或低温下进行，对温度依赖性小；产物的聚合速率和分子量可以通过剂量和剂量率来调节。高能辐射：G射线、C射线(能量为100兆电子伏和10千伏)、AB、AB、E、AB、AB、AB-、AB、AB-、辐射诱导、聚合阶段、辐照目标物质以诱导自由基和其它活性基团引发剂是指具有一定吸收紫外光能力的物质，并直接或

3、间接吸收光能，然后引发被辐照物质产生自由基、阳离子、阴离子或离子自由基。r代表初始自由基，m代表单体，链引发的反应速率受引发剂分解速率的控制。当一种单体被引发剂或辐射激发时，它就变成了活性自由基单体，称为链引发。乙烯基单体的常见聚合类型。连锁传播。m，rmm。m，rmm。m，rmmm。rmn1。聚合物链中结构单元的排列方向：头对头；头尾(主)；端到端结构，-CH2CH，X，CH2=CHX，首尾相连，-CH2-ch-CH2-chhx，-CH2-ch-CHX-CH2，-ch-CH2，X. 3。链终止，-r，X，CH2-ch，伯基团，X，CH2-CH，单基团终止，r，单基团终止，双基团终止，双基团偶

4、联终止，歧化终止，ch-CH2，X，CH2-CH、的终止方式取决于单体的结构和聚合温度。X的取代基越大，偶联终止空间的空间位阻越大，增加了歧化终止的可能性。歧化的终止是指自由基捕获氢原子或另一个自由基的其他原子的终止反应。低温有利于偶联反应(由于偶联反应的活化能低)。随着温度的升高，歧化终止的比例增加。链转移链自由基从单体、溶剂、引发剂和大分子转移一个原子来终止活性链自由基本身，而转移该原子的分子成为新的自由基，并能继续生长形成新的活性链，从而使聚合继续进行。(它不改变自由基的数量，不影响聚合速率，但改变分子量和分子量分布)。有几种类型：(1)转移到单体链，-CH2CH，X，CH2=CH，-，

5、CH2CH2，X，CH2=CH，-，CH2。2)转移至溶剂或调聚体，-ch2ch。x，yz，-ch2chy，x，z，3)转移到引发剂，-CH2CH，X，r-r，Ch2ch，Ch2ch，x，-ch2ch2，x，ch2c，x，易分支，5)抑制反应，-ch2ch，x，ho，oh，-ch2ch2，这种现象称为“聚合抑制反应”。具有聚合抑制作用的物质被称为“聚合抑制剂”。如1，1-二苯基-2-三硝基苯肼(DPPH)和苯醌。阻聚反应不是自由基聚合的自由基反应，但它在聚合物化学领域非常重要。其中GR单体的自由基辐射产率；剂量率；北美是6.0231023。从以上两个公式可以看出，剂量率越高，聚合速率越快，聚合

6、物的分子量越低。聚合反应链的引发速率Vi与剂量率和放射化学产率GR之间的关系如下：主要的辐射聚合方法(三类)1、后辐射效应聚合2、前辐射聚合3和调节聚合，其特征在于聚合在辐射场进行，但是由于单体辐射分解产生的自由基具有较长的寿命，当聚合体系移出辐射场时，聚合仍然可以继续进行。链增长：然后链被终止形成产物，后辐射聚合和预辐射聚合可被视为后辐射聚合的一种特殊情况，即聚合几乎不在辐射场进行，并且生成的短寿命活性自由基受到保护，然后在辐射场之外给予合适的环境以恢复反应活力并引发聚合。m在氧的存在下产生自由基和过氧自由基。自由基受到保护，它们在辐射场之外被活化以引发聚合。预辐射聚合和调聚是指在调节剂存在

7、下化学单体的聚合。其特征在于产物分子的两端与调节剂分子的裂解部分结合，因此聚合度受到调节或限制，其单体转化率一般小于30%。例如，当乙烯存在于四氯化碳中时，它首先是：四氯化碳C1，然后是：三氯化碳nCH2=CH2 (CH2CH2)nCCl3，最后它将3360 (CH2-CH2) NCCl3四氯化碳C1(CH2 CH2)NCCL3 CCL3转移到四氯化碳链以调节聚合。(1)氧的影响，氧是一种强自由基清除剂。(2)温度的影响对温度的依赖性很小，但提高温度仍能提高聚合速率。(3)单体性质的影响单体纯度越高，反应速度越快，产物的分子量越高，分子结构不对称的单体比对称的单体更容易聚合。影响辐射聚合的因素

8、第2节辐射共聚是指两种或多种单体聚合形成共聚物的过程。例如，聚乙烯和聚丙烯都是塑料，但是由它们形成共聚物可以是弹性体。共聚物可分为两种类型，一种是由单体M1组成的主链，而M2单体连接到侧链上形成接枝共聚物，如：M1M1M1M1M1 M1M2 M2 M2 M2 M2 M2、辐射共聚，另一种是由单体M1和M2组成的主链。根据大分子链中M1和M2的结合顺序和数目的不同，可分为三种类型：无规共聚物单体M1和M2随机分布在主链中M1 M2 M2 M1 M2 M1 M1 M2 M2交替共聚物单体M1和M2交替分布在主链中；M1M2 M1M2嵌段共聚物的全链段M1(数十甚至数百)与全链段M2相连：(M1)n

9、 (M2) M (M1)x，第3节，辐射接枝共聚以改善聚合物性能：例如，在疏水聚合物PE(聚乙烯)表面接枝亲水聚合物AAc(丙烯酸)后，形成的共聚物可改善聚乙烯表面的亲水性和粘附性；在聚氯乙烯纤维上接枝丙烯腈可以防止基体热收缩。辐射接枝共聚物：通常使用A-g-B，G代表接枝，A和B分别代表接枝基体和接枝单体，如苯乙烯(St)和聚碳酸酯(PC)与辐射混合后的接枝反应，反应产物为PC-g-PS，PS是聚苯乙烯的缩写。辐射接枝的主要方法(共辐射预辐射)1。共辐射接枝法：将聚合物基体、硼基单体和溶剂置于同一体系中，脱氧后密封，在保持基体和单体直接接触的条件下辐照引发接枝共聚。特点：辐射和接枝反应一步完

10、成。2.预辐射接枝：预辐射接枝是在氧气或真空下辐照聚合物甲，然后将辐照后的聚合物甲浸入单体乙中进行接枝反应。特点：辐照和接枝是分步进行的，接枝单体不直接接受辐射能，从而最大限度地减少了辐射引起的均聚反应。俘获自由基引发法：聚合物在室温下呈玻璃态或晶态，辐照后会产生长寿命的俘获自由基，辐照前必须对其进行抽真空或用氮气吹扫。2.过氧化物法：在有氧条件下辐照聚合物，产生在室温下稳定的烷基过氧化物。在接枝反应中，过氧化物在辐照场外被紫外线、加热和氮气引入分解，产生含氧自由基，可有效引发单体接枝反应，该方法可有效减少单体均聚物的形成。(1)辐射接枝率是指基材上接枝链的质量占基材原始质量的百分比。M0和m

11、分别是嫁接前后基质的质量(g)、辐射嫁接表达方法、嫁接效率和嫁接率。(2)辐射接枝效率辐射接枝效率是指在接枝体系中有多少单体参与有效的接枝反应，且参与单体的比例越大，单体自聚合的副反应越低，聚合反应越有效。M1和m2分别代表接枝在基材上并转化为均聚物的单体的质量(g)。(3)辐射接枝率辐射接枝率是指单位时间内的接枝率，是辐照产品加工过程中的一个重要物理量，反映单位时间内的内源产量。影响接枝率的因素：接枝材料的氧含量、水含量和温度对接枝反应有明显影响。第四节辐射功能的交联反应：优化聚合物性能，例如，交联聚乙烯不仅提高了耐热性、耐磨性、机械强度，还提高了耐环境应力开裂性和抗蠕变性，从而延长了其使用

12、寿命。辐射交联机理：有争议，属于自由基的反应机理，辐射交联的概念：线性分子的聚合物是通过辐射化学键连接，这增加了分子量。随着交联键的增加，区域网络结构逐渐形成，分子间建立化学键，最终形成整体网络结构。当交联发生时，降解经常存在。以上两种变化是不规则的，同时发生。因为聚合物结构的不同，所以有铝交联反应的一些概念，凝胶含量线性聚合物在一定条件下溶解在一些溶剂中，用交联后网络结构的凝胶含量来表示。辐照后，将已知质量的聚合物(0，g)置于索氏提取器中一段时间以除去可溶部分，在真空干燥至恒重(，g)后，凝胶含量可由下式计算。凝胶含量=，1。冷凝器管2。溶剂蒸汽上升管3。虹吸管4。装有药粉的过滤纸袋5。溶

13、剂6。水浴弹性模量弹性模量，也称为弹性系数或杨氏模量，是指物体在弹性极限范围内的内应力与拉力之比，是描述固体材料抗变形能力的物理量。如果一根长度为1、横截面积为1的金属丝在力的作用下拉伸，则力/应力称为应力强度，其物理意义是作用在金属单位横截面积上的力；L/L被称为应力变化，它的物理意义是对应于金属线单位长度的伸长。应力与应力之比也称为弹性模量。线性分子交联后，聚合物的弹性模量(e)增加。根据弗洛里弹性理论，弹性模量E与网络分子量(Mc)的关系是：聚合物的比重；气体常数；绝对温度。结晶：是指当聚合物从熔融状态转变为凝聚状态时，分子从无序状态转变为停止自由运动并占据一个稍微固定的位置的现象。结晶

14、度：指聚合物中结晶结构的质量(或体积)与聚合物总质量(或体积)之比。大多数聚合物的结晶度为1060，有些聚合物可达7095。交联度(Q):指在交联反应中，主链单体单元的数量占聚合物主链单元总数的比例，也可以理解为主链中每个单元交联的概率。数均聚合度(1):指每个聚合物分子中单体的平均数量(单体链的数量)。胶体、胶体和胶体是一种分散相粒径小的分散体系，分散相颗粒的重力可以忽略不计，颗粒之间的相互作用主要是短程力。溶胶是一种具有液体特性的胶体体系。分散颗粒是固体或大分子，分散颗粒的尺寸在11000纳米之间。凝胶是一种具有固体特征的胶体体系。分散的物质形成连续的网状骨架，骨架的空隙充满液体或气体。凝胶中分散相的含量很低，一般在13。聚合物辐射交联产率的计算公式(g): G=q0NA100/D M，其中q0辐射交联度(10kGy)为NA avo Gadereau常数；m单体摩尔质量；吸收剂量(10kGy)，x光衍射(WAXD):轰击金属“目标”材料产生x光，其特定波长对应于目标中的元素，被称为特征(或标记)x光。当x光穿过晶体时，它们将被衍射，通过分析衍射特性可以确定晶体结构或化学元素。顺磁共振波谱仪：一种定性和定量检测物质的原子或分子中包含的不成对电子并探索其周围环境的结构特征的仪器。差示扫描量热法(DSC):它是一种测量传递给物质和参考材