輻照后效應是一個不穩定過程,后繼反應與結構變化,必然導致輻射加工產品性能的變化和不穩定,同時對輻照后的再加工有很大影響。下面舉幾個例子說明后效應的影響:
例1:聚合物輻射交聯熱縮材料的制作,輻照后的放置環境、時間或加熱處理,不僅影響擴張或拉伸成型,而且對產品的記憶效應、機械性能都有影響。如,輻照后及時加熱擴張定型,由于在高于結晶熔點溫度,自由基的釋放、重合會導致凝膠含量超過域值,約提高10%左右,過交聯容易出現擴張開裂現象。一旦出現這個現象,輻照后可放置一定時間,俘陷自由基通過與擴散進入的氧反應,進一步導致裂解,減少交聯度,隨著溫度、放置時間的變化,自由基的消亡、后裂解,凝膠含量趨于平衡,通常約減少10%。如此,可以克服輻照后及時擴張出現的開裂現象。
例2:輻射交聯聚烯烴泡沫管形材料的制造,輻照后的放置時間將影響后繼高溫發泡的尺寸穩定性。其主要原因還是俘陷自由基的存在引起的。輻照后初期發泡,由于高溫自由基的釋放、重合使交聯度增大,發泡因難;放置兩天發泡均勻、尺寸合適;但隨著時間增長,會出現泡孔尺寸增大,表面破裂等現象。除了控制輻射劑量、物化條件、添加劑調整外,輻照后適當熱處理,消除自由基,使后效應獲得緩解。
例3:電線電纜輻射加工,同樣存在后效應問題,由于輻射加工主要在加速器進行,功率遠高于鈷源輻照,且所吸收劑量大多數轉化為熱,俘陷自由基的濃度是較有限的。但適當的熱處理也是有益的,可減少由于后氧化引起的信號電纜的介電衰減的變化。
以上的實例,對于聚合物輻射加工獲得穩定的結構和性能,獲得穩定的后續加工,首選考慮俘陷自由基的存在和處理,以獲得穩定的交聯結構。因此,控制輻照劑量和熱處理很重要。
為了減少后效應,添加小分子官能團單體增強輻射交聯,提高交聯產值的同時,降低輻射劑量,減少俘陷自由基的濃度,有利于削弱發生后效應。適當的抗氧劑也會對后氧化有一定的抑制。
輻射加工后,由于放置溫度氣氛等環境因素影響,后續加工處理俘陷自由基的存在與效應,使輻射加工產品獲得穩定的結構和性能,或者輻照后及時熱處理消除自由基,或放置一定時間直到自由基逐漸消亡至穩定后,實施后續加工。