Química de las radiaciones en polímeros : modificaciones inducidas por radiación gamma en polietileno - Andreucetti, Noemí Amalia (1998)
La química de las radiaciones es un importante área de la ciencia que estudia los cambios químicos y fisicoquímicos producidos en la materia cuando absorbe radiación ionizante de alta energía. El término alta energía empleado en estos procesos se refiere a energías mayores que las necesarias para producir la ionización de átomos o moléculas las cuales oscilan, en la mayoría de los compuestos, entre 9-15eV por átomo o molécula. En la práctica, radiaciones con energías del orden de los keV (10 pot.3 e V) o MeV (10 pot.6 e V) son empleadas tanto en investigaiones en química de la radiaciones, como en procesos de aplicación industrial. La radiación utilizada suele ser radiación gamma (electromagnética) proveniente de radioisótopos tales como el 60Co y el 137Cs; electrones rápidos generados por máquinas aceleradoras (hasta 10Mev de energía) ó rayos X generados como radiación de frenamiento (hasta 5Mev de energía). La interacción entre la radiación ionizante y la materia en aproximadamente 10-15 seg y la energía entregada en este evento origina pares de iones (iones positivos y electrones) y moléculas excitadas. Estos se concentran en trazas a lo largo del recorrido de las especies ionizantes y su distribución está determinada por el tipo y la energía de la radiación ionizante. La reacción de estos iones y moléculas excitadas generan fundamentalmente radicales libres, los cuales originan las reacciones radioinducidas de mayor interés desde el punto de vista de las modificaciones de estructuras de polímeros. La radiación compite con otras formas de producción de radicales libres, tales como la iniciación térmica, la cual a altas temperaturas no requiere de un iniciador pero a temperaturas menores se emplean peróxidos, la iniciación fotoquímica y la iniciación química en presencia de catalizadores redox. En principio estas técnicas suelen ser más económicas, pero la radiación presenta mayores ventajas ya que no deja residuos en el producto final, los procesos son más controlables a través de la dosis de radiación aplicada y puede realizarse a temperatura ambiente resultando en menores costos de energía y menor daño térmico para el sistema tratado. Las primeras aplicaciones comerciales a gran escala de la química de las radiaciones surgidas alrededor de los años 50, fueron la modificación de polímeros y la esterilización de productos médicos descartables. Estas técnicas continúan siendo las mayores aplicaciones a nivel industrial del procesamiento por radiación. Los estudios realizados en polímeros sintéticos demostraron que los entrecruzamientos y la escisión de cadenas son las reacciones radioinducidas más importantes. Debido a esto algunos materiales son degradados por irradiación y otros, como el polietileno, presentan un mejoramiento en sus propiedades térmicas y mecánicas luego de su irradiación controlada. El mejoramiento de las propiedades resulta de los entrecruzamientos formados entre cadenas poliméricas adyacentes, semejane al proceso de vulcanización de las gomas. En el presente trabajo se han estudiado las modificaciones radioinducidas en polietilenos lineales de baja densidad cuando son expuestos a radiación gamma de 60Co. Estos materiales son obtenidos por la hidrogenación catalítica de polibutadienos sintetizados previamente por polimerización aniónica. Este tipo de síntesis permite la obtención de materiales modelo, con estructura química homogénea, con un número controlado de ramas de cortas y con una distribución de pesos moleculares muy angosta ya que son prácticamente monodispersos (Mw/Mn menor o igual 1.1). Para obtener estos polibutadienos por síntesis aniónica, los reactivos son rigurosamente purificados y se debe trabajar en atmósfera inerte, provista por una línea de alto vacío. Las polimerizaciones se realizan a temperatura ambiente, usando reactores de vidrio en los cuales se sueldan ampollas provistas de sellos quebrables para transferir los reactivos a los balones de reacción. Se emplea ter-butil litio como iniciador y ciclohexano como solvente de polimerización. Los polibutadienos obtenidos son caracterizados por varias técnicas experimentales tales como: i) espectroscopía infrarroja (FTIR), para determinar la microestructura de los materiales; ii) cromatografía por permeación de geles (GPC) con lo cual se determinan los pesos moleculares promedio en peso y en número, Mw y Mn, y la polidispersión y iii) ensayos reométricos para analizar el comportamiento reológico de estos materiales lineales.// CALIFICACION DEPARTAMENTO DE GRADUADOS Calificación de la defensa oral: Sobresaliente - 10(diez) Fecha: 26/11/98
Tesis--Universidad Nacional del Sur, 1999.
Incluye referencias bibliográficas.
Keywords: Quimica; Radiacion; Polietilenos; Radiacion ionizante; Irradiacion