Radiació i polímers industrials

Amb l'avenç de la industrialització, la contaminació és un problema crucial per a la humanitat.En l'impuls verd, és a dir, per fer el món lliure de contaminació, la tecnologia de la radiació ocupa una posició important.La radiació nuclear ha fet la seva entrada en molts processos químics.La "polimerització", l'"empelt" i el "curat", processos químics molt importants en el camp del polímer, poden procedir mitjançant tècniques de radiació.La tecnologia de radiació es prefereix a la resta de recursos energètics convencionals per alguns motius, per exemple, es poden controlar grans reaccions i la qualitat del producte, estalviar energia i recursos, processos nets, automatització i estalvi de recursos humans, etc. A més d'això, la radiació és també una bona tècnica d'esterilització respecte d'altres tècniques d'esterilització convencionals.La irradiació de polímers es pot aplicar en diversos sectors.En aquesta revisió, l'atenció s'ha centrat principalment en quatre sectors, és a dir, biomèdica, tèxtil, elèctrica i tecnologia de membranes.

De l'era de la pedra i els metalls, hem arribat a l'era de l'energia nuclear i els polímers.De fet, vivim al món dels polímers.És per això que els científics i els tecnòlegs han denominat aquesta era l'"era polimèrica".En cada pas de la nostra vida diària, ens trobem amb coses, que són fruit de la investigació sobre polímers.L'aplicació cada cop més àmplia dels polímers a la vida quotidiana durant les últimes dècades ha estat generalment reconeguda com una benedicció mixta per científics i tecnòlegs.Tot i que va començar a mitjans del segle passat, el treball en aquest camp de la química ha estat tan ràpid i l'aplicació tan útil i versàtil, que el nombre de sistemes de polímers és enorme.

Les últimes tres dècades també han estat testimonis de l'aparició de la radiació nuclear com una poderosa font d'energia per a aplicacions de processament químic.Així, es pot aplicar en diferents àrees industrials.El fet que la radiació pugui iniciar reaccions químiques o destruir microorganismes ha portat a l'ús a gran escala de la radiació per a diversos processos industrials.La radiació nuclear és ionitzant, que en passar per la matèria, dóna ions positius, electrons lliures, radicals lliures i molècules excitades.La captura d'electrons per molècules també pot donar lloc a anions.Així, tot un ventall d'espècies reactives està disponible per al químic per jugar.

Els processos basats en la radiació tenen molts avantatges sobre altres mètodes convencionals.Per als processos d'iniciació, la radiació difereix de la iniciació química.En el processament de radiació, no es requereix cap catalitzador ni additius per iniciar la reacció.Generalment amb la tècnica de radiació, l'absorció d'energia pel polímer de la columna vertebral inicia un procés de radicals lliures.Amb la iniciació química, els radicals lliures es produeixen per la descomposició de l'iniciador en fragments que després ataquen el polímer base que condueixen als radicals lliures.Sakurada [1] va comparar l'eficiència dels dos processos i va estimar que el mateix nombre de radicals iniciadors es produeixen en unitat de temps amb una dosi de radiació d'1 rad/s o un iniciador químic, per exemple, peròxid de benzoil, a una concentració de 0,01 M. .Tanmateix, la iniciació química està limitada per la concentració i la puresa dels iniciadors.Tanmateix, en el cas del processament de radiació, la taxa de dosi de la radiació es pot variar àmpliament i, per tant, es pot controlar millor la reacció.A diferència del mètode d'iniciació química, el procés induït per radiació també està lliure de contaminació.La iniciació química sovint provoca problemes derivats del sobreescalfament local de l'iniciador.Però en el procés induït per radiació, la formació de llocs de radicals lliures al polímer no depèn de la temperatura, sinó que només depèn de l'absorció de la radiació penetrant d'alta energia per part de la matriu del polímer. Per tant, el processament de la radiació és independent de la temperatura o, en altres paraules, podem dir que és un procés d'energia d'activació zero per a la iniciació.

Com que no es requereix cap catalitzador ni additius, es pot mantenir la puresa dels productes processats.Amb el processament de radiació, els pesos moleculars dels productes es poden regular millor.Les tècniques de radiació també tenen la capacitat d'iniciar-se en substrats sòlids.Els productes acabats també es poden modificar per la tècnica de radiació.

L'energia de la radiació nuclear, però, és cara tot i que molt eficient per provocar reaccions químiques.El cost unitari de l'energia de radiació instal·lada és molt superior al de la calor convencional o de l'energia elèctrica.Malgrat aquest fet, l'aplicació de l'energia de radiació nuclear ha demostrat la seva superioritat i la seva rendibilitat en una sèrie de processos químics respecte a altres formes d'energia com la calor o l'energia elèctrica.Les tècniques de radiació tenen bones eficiències pel que fa a la potència i només necessiten un espai reduït.

L'aplicació de la radiació sobre polímers es pot emprar en diversos sectors industrials, és a dir, biomèdic, tèxtil, elèctric, de membrana, ciment, recobriments, articles de cautxú, pneumàtics i rodes, escuma, calçat, rotlles d'impressió, indústries aeroespacial i farmacèutica.En aquesta revisió, l'atenció se centra principalment en quatre sectors: biomèdica, tèxtil, elèctrica i tecnologies de membrana.