輻射加工，是指將電子加速器(0.2MeV~10MeV)產(chǎn)生的電子線(β射線)或放射性同位素(Cs-137或Co-60)產(chǎn)生的γ射線的能量轉(zhuǎn)移給被輻照物質(zhì)，電離輻射作用到被輻照的物質(zhì)上，產(chǎn)生電離和激發(fā)，釋放出軌道電子，形成自由基，通過(guò)控制輻射條件，而使被輻照物質(zhì)的物理性能和化學(xué)組成發(fā)生變化并能使其成為人們所需要的一種新的物質(zhì)，或使生物體(微生物等)受到不可恢復(fù)的損失和破壞，達(dá)到人們所需要的目標(biāo)。

這種新的加工技術(shù)稱為輻射加工技術(shù)。比如，使高分子材料分別實(shí)現(xiàn)接枝、聚合、裂變或交聯(lián)，抑制或刺激生物生長(zhǎng)，有效地殺滅害蟲、蟲卵、病菌等。 輻照交聯(lián)關(guān)鍵詞

" 輻照劑量" 

產(chǎn)品在輻照過(guò)程中, 通過(guò)輻射區(qū)域時(shí)所吸收的能量稱為輻照劑量, 通常以Gray 或kiloGray (kGy )為計(jì)量單位(1Gray =0.001kGy =1J /kg ), rad (1rad =0.01Gy )，1rad 劑量表 5 示每克產(chǎn)品吸收10—J的能量

" 交聯(lián)度" 

交聯(lián)度是指產(chǎn)品分子經(jīng)交聯(lián)反應(yīng)達(dá)到不溶不熔的凝膠固化的程度。其測(cè)定原理將產(chǎn)品樣品裝入120目不銹鋼絲網(wǎng)袋內(nèi)置沸騰二甲苯中萃取，取前后質(zhì)量之百分比。

“能量”

電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子束的電壓。它決定電子束的穿透能力，單位Mev 。

“束流”

電子加速器產(chǎn)生的輻射用加速電子。它與產(chǎn)品通過(guò)輻射區(qū)域的時(shí)間配合影響產(chǎn)品接收劑量，單位mA 。

“束功率”

電子加速器的功率。決定生產(chǎn)效率和生產(chǎn)能力，單位KW。

輻照加工

輻射加工是指利用高能量的電離輻射將高分子材料引發(fā)原子或分子電離，使化學(xué)鍵斷裂生成自由基，形成交聯(lián)鍵，使高分子材料由線性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

在各種塑料、彈性體或其他大分子中，可以同時(shí)或有競(jìng)爭(zhēng)地發(fā)生交聯(lián)和降解這兩種作用。發(fā)生交聯(lián)時(shí)，分子結(jié)合在一起，降低了其通常的移動(dòng)性，即不會(huì)失去形狀，不再具有真熔點(diǎn)。降解過(guò)程發(fā)生時(shí)則分子鏈斷裂。兩種過(guò)程都引起材料發(fā)生重大變化;可見(jiàn)材料可以是“交聯(lián)性”的，也可以是“降解性”的，依總體上占優(yōu)勢(shì)的那個(gè)過(guò)程而定。交聯(lián)或降解通常采用電離輻射輻照或化學(xué)方法。化學(xué)方法的優(yōu)點(diǎn)是只需要少量的物質(zhì);輻照的優(yōu)點(diǎn)是快速而經(jīng)濟(jì)。

輻照領(lǐng)域

輻照技術(shù)是利用射線對(duì)單體或高分子間的作用，電離和激發(fā)產(chǎn)生的活化原子與活化分子，使之與物質(zhì)發(fā)生一系列物理、化學(xué)、與生物化學(xué)變化，導(dǎo)致物質(zhì)的降解、聚合、交聯(lián)、并發(fā)生改性。

輻射聚合 電離輻射具有能量高、透過(guò)力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此可使很多不易聚合的單體聚合，得到高分子量的產(chǎn)物;

烯烴在電離輻射作用下可以進(jìn)行聚合反應(yīng), 甲基丙烯酸甲酯的本體輻射聚合、丙烯酰胺的固態(tài)及濃水溶液輻射聚合等等。

輻射聚合的引發(fā)反應(yīng)可在較低溫度下進(jìn)行，也可在固態(tài)或亞穩(wěn)固態(tài)中進(jìn)行，也可以在晶體的晶道中或某些無(wú)機(jī)物的夾層中進(jìn)行，從而獲得某些定向聚合的高分子, 如4-聚丁二烯。

輻射接枝聚合 輻射接枝聚合是指基體聚合物和單體共同輻照形成接枝，達(dá)到改善高分子某些性能的目的。接枝聚合可以在表面進(jìn)行，也可以是整體接枝。

聚四氟乙烯接枝苯乙烯，可改善表面的粘結(jié)性能;聚氯乙烯接枝丁二烯，可改善其耐低溫性能;聚酯纖維接枝丙烯酸, 以提高吸濕性, 也可接枝溴乙烯或乙烯基膦化物，以提高耐燃性能;聚氯乙烯纖維可接枝丙烯腈以提高耐熱性能，接枝氟乙烯以提高耐老化性能。

輻照交聯(lián) 輻照交聯(lián)按無(wú)規(guī)交聯(lián)機(jī)理進(jìn)行，交聯(lián)后由于形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，性能有所變化：耐高溫性能和耐應(yīng)力開(kāi)裂性能有所提高，蠕變行為有所改善，交聯(lián)后結(jié)晶高分子能產(chǎn)生“記憶效應(yīng)”，因而可制備熱收縮材料。

目前工業(yè)生中為了降低能耗及成本, 實(shí)行連續(xù)生產(chǎn), 采用了強(qiáng)化交聯(lián)劑(或稱敏化劑)。這是一種多官能團(tuán)的添加劑，可大幅度降低輻照劑量，具有重要的經(jīng)濟(jì)意義。目前輻照交聯(lián)產(chǎn)品已投入工業(yè)規(guī)模生產(chǎn)，輻照交聯(lián)聚乙烯和聚氯乙烯已廣泛用于電線電纜絕緣層;輻照交聯(lián)制得的熱收縮材料更是電力部門所需要的重要材料。

輻照降解 又稱輻照裂解。輻照降解是和輻照交聯(lián)完全相反的過(guò)程，按無(wú)規(guī)降解反應(yīng)機(jī)理進(jìn)行，反應(yīng)可在常溫下進(jìn)行，產(chǎn)物主要是低分子量的高分子，因此可作為獲得不同級(jí)分的低分子量高分子的方法，目前已發(fā)展成為一種特殊的工業(yè)。聚四氟乙烯輻照裂解成細(xì)粉及氟蠟，是高級(jí)的潤(rùn)滑材料;聚氧化乙烯(見(jiàn)聚環(huán)氧乙烷)也可裂解得到低分子量的產(chǎn)物，用作增稠劑。

電線電纜絕緣材料的交聯(lián)方式

交聯(lián)絕緣電線電纜具有優(yōu)異的電氣性能，良好的運(yùn)行安全性能和熱過(guò)載機(jī)械特性，以及安裝運(yùn)行維修簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。

電線電纜絕緣材料的交聯(lián)一般采用物理或化學(xué)方法，使高分子絕緣材料由線性分子結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，由熱塑性材料變成熱固性絕緣材料，從而提高了絕緣材料的耐老化性能，機(jī)械性能和耐環(huán)境的能力。交聯(lián)絕緣逐步代替了油紙絕緣，并正在逐步取代PVC 塑料絕緣。

交聯(lián)方法主要分成兩大類，即物理交聯(lián)和化學(xué)交聯(lián)。

1、化學(xué)交聯(lián)：化學(xué)交聯(lián)又分高溫交聯(lián)和低溫交聯(lián)兩種方法。

(1)、高溫交聯(lián)又稱過(guò)氧化物交聯(lián)，一般采用有機(jī)過(guò)氧化物作為交聯(lián)劑，在熱的作

用下，分解生成活性的游離基，這些游離基使聚合物碳鏈上產(chǎn)生活性點(diǎn)，并產(chǎn)生C-C 交聯(lián)鍵，形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

(2)、低溫交聯(lián)又稱溫水交聯(lián)或硅烷交聯(lián)，電纜在70-90℃的溫水中交聯(lián)，絕緣中的交聯(lián)劑--硅烷在吸水后，線性結(jié)構(gòu)反應(yīng)生成網(wǎng)狀的交聯(lián)結(jié)構(gòu)。

2、物理交聯(lián)：又稱輻照交聯(lián)，分為γ-射線交聯(lián)和電子束交聯(lián)兩種方法。

(1)、γ-射線交聯(lián)目前只是在熱縮材料的交聯(lián)中有應(yīng)用，而電線電纜生產(chǎn)中一般不采

用γ-射線交聯(lián)。

(2)、電子束交聯(lián)，利用電子加速器配合束下輻照裝置，采用高能量電子束(由于

經(jīng)濟(jì)性和適用性一般采用能量在1.0-3.0MeV 之間)對(duì)電線電纜的絕緣層進(jìn)行照射，引發(fā)高分子材料產(chǎn)生自由基，形成C-C 交聯(lián)鍵，生成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)。

高溫交聯(lián)、溫水交聯(lián)、輻照交聯(lián)特點(diǎn)：

高溫交聯(lián)由于設(shè)備投資大，耗電量大，生產(chǎn)速度慢，生產(chǎn)線龐大，線纜在生產(chǎn)過(guò)程中存在高溫和高壓力，如果電纜截面較小，在生產(chǎn)線上容易會(huì)被拉細(xì)或拉斷;

同時(shí)更換產(chǎn)品規(guī)格時(shí)間長(zhǎng)，頭尾的物料浪費(fèi)嚴(yán)重，相對(duì)生產(chǎn)成本較高。因此一般適合于生產(chǎn)10-500KV 的70mm2以上的大截面，高電壓等級(jí)的電纜;

溫水交聯(lián)因?yàn)樗植蝗菀诐B入厚的絕緣層中，一般用于生產(chǎn)10KV 以下的電纜，由于在生產(chǎn)過(guò)程中有水和氣體生成，長(zhǎng)期使用過(guò)程中易產(chǎn)生水樹、電樹等問(wèn)題;

同時(shí)，對(duì)于硅烷料的雜質(zhì)含量，介電性能以及溫水交聯(lián)的溫度和交聯(lián)速度即絕緣材料的交聯(lián)度的控制，工藝技術(shù)上較難掌握;

輻照交聯(lián)電線電纜的交聯(lián)度隨著輻照劑量的增加而增加，通過(guò)控制加速器及束下設(shè)備的運(yùn)行參數(shù)，可以獲得重復(fù)性非常好的交聯(lián)度值。同時(shí)，由于輻照交聯(lián)是在常溫常壓下交聯(lián)，輻照過(guò)程中不存在高壓力和高溫度，不需要加水或加熱，交聯(lián)中沒(méi)有水和氣體生成，因此長(zhǎng)期使用中不會(huì)發(fā)生水樹、電樹等影響電線電纜壽命的老化，不存在電線電纜內(nèi)部結(jié)構(gòu)變動(dòng)或熔化或降低電線電纜的拉斷力。但由于受加速器能量以及束下設(shè)備的限制，輻照交聯(lián)一般適用于耐壓10KV 以下、外護(hù)套直徑65mm 以內(nèi)的電線電纜的生產(chǎn)。

輻照產(chǎn)品的優(yōu)點(diǎn)

輻照交聯(lián)方法生產(chǎn)的電線電纜具有耐熱、耐磨損、耐切通性、耐環(huán)境應(yīng)力開(kāi)裂、耐腐蝕性、抗張強(qiáng)度高、耐烙鐵性，與其它交聯(lián)加工方法相比較，絕緣性能更佳，不會(huì)因未反應(yīng)的催化物而導(dǎo)致高聚物的降解，可提高電性能、熱老化性和材料的穩(wěn)定性。

特別值得提出的是通過(guò)對(duì)高聚物中添加耐溫、阻燃等性能的助劑，經(jīng)過(guò)輻照交聯(lián)可以生產(chǎn)出耐溫等級(jí)達(dá)到125-150℃的高溫線纜，而低煙無(wú)鹵耐熱阻燃性能的線纜，只能采用輻照交聯(lián)的方式進(jìn)行生產(chǎn)。

因此，輻照交聯(lián)是各種軟線、電氣裝備線纜、耐高溫和阻燃電線電纜的最理想的工藝方法和生產(chǎn)方式。

隨著各行各業(yè)對(duì)線纜的要求越來(lái)越高，不但要求阻燃和不易然性，而且要求燃燒時(shí)具有低煙無(wú)毒的性能，更注重產(chǎn)品的無(wú)毒，防火，安全性能。同時(shí)，出口的機(jī)電產(chǎn)品，家用電器等電氣裝備用線都要符合進(jìn)口國(guó)嚴(yán)格、苛刻的安全指標(biāo)，而歐共體國(guó)家將在2004年取消聚氯乙烯電線電纜標(biāo)準(zhǔn)，不再使用。

可見(jiàn)，輻照交聯(lián)電線電纜產(chǎn)品以其適應(yīng)范圍廣，低成本，高效率，高性能，高品質(zhì)，必將擁有廣闊的發(fā)展前景。

輻照交聯(lián)產(chǎn)品除了與其它交聯(lián)方式(化學(xué)交聯(lián)、硅烷交聯(lián))機(jī)械物理、電性能一樣外還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、輻照交聯(lián)產(chǎn)品具有高效率、低能耗、無(wú)污染;

2、輻照交聯(lián)是唯一可生產(chǎn)既交聯(lián)且阻燃的電線、電纜產(chǎn)品的一種方式;

3、耐溫等級(jí)高。輻照交聯(lián)產(chǎn)品耐溫等級(jí)可達(dá)105-150℃，其它交聯(lián)方式目前限于90℃，PVC 只有70℃;

4、耐輻射能力強(qiáng)(耐光老化、熱老化性能好)，耐開(kāi)裂性能優(yōu)越;

5、輻照產(chǎn)品在常溫下交聯(lián)，可避免導(dǎo)體退火及加工過(guò)程中熱應(yīng)力造成的缺陷，避免了絕緣熱應(yīng)力;

加速器優(yōu)勢(shì)

工業(yè)用輻照交聯(lián)一般有兩類，即來(lái)自鉆-60一類放射性物質(zhì)的y 射線和來(lái)自加速器的高能電子束。

γ射線穿透力強(qiáng)，可以處理很厚的物體，但通常加工速率慢。

電子束的穿透力低得多，但加速器比起鈷源來(lái)講，有不可替代的優(yōu)點(diǎn)：

1.加速器產(chǎn)生粒子的能量、強(qiáng)度大，功率大，并且在大范圍內(nèi)平滑調(diào)節(jié)，輻照劑量率

高，反應(yīng)時(shí)間短;

2.產(chǎn)生粒子性能好，束流聚焦好，輻照劑量易于控制;

3.加速器可在任何需要的時(shí)候停機(jī)，停機(jī)后不再產(chǎn)生輻射;

4.產(chǎn)品輻照后不產(chǎn)生任何殘留放射性。