Файл: Князев, В. К. Облученный полиэтилен в технике.pdf

личности и показатель текучести расплава, косвенно ха­ рактеризующий молекулярный вес (табл. 8 и 9).

Т а б л и ц а 8. Стойкость облученного полиэтилена высокой плотности к растрескиванию в напряженном состоянии

к растрескиванию может быть положено поведение об­ разцов при одноосном растяжении в контакте с поверх­ ностно-активными средами [93]. Время от начала ис­ пытания до растрескивания принимается в качестве критерия сопротивления полимера старению [93]. При этом устанавливается минимальное значение напряже­ ний, при которых растрескивания не происходит.

В зависимости от типа полиэтилена, его химического строения^ структуры, наличия примесей и других осо­ бенностей существенные изменения стойкости к растрес­ киванию в напряженном состоянии наблюдаются при дозах от 10 до 50 Мрад. На стойкость к растрескиванию облученного полиэтилена влияет его исходная стойкость,

36

* Разрушилось 50% образцов.

которая тем больше, чем меньше степень кристаллично­ сти и показатель текучести расплава. Каждому типу по­ лиэтилена, как правило, соответствует определенная ми­ нимальная поглощенная доза, при которой стойкость к растрескиванию резко возрастает. В работе [75] по­ казано, что облучение полиэтилена даже до сравнитель­ но малых поглощенных доз (10—20 Мрад) значительно увеличивает стойкость к растрескиванию исследованных образцов.

После облучения полиэтилена различной плотности до 30—50 Мрад стойкость к растрескиванию при испы­ таниях образцов в напряженном состоянии (изгиб) при различных температурах и в разных средах увеличивает­ ся в сотни и тысячи раз. Облучение полиэтилена до

37

доз, превышающих 50 Мрад, позволяет практически пол­ ностью исключить это явление.

После облучения полиэтилена низкой плотности в ва­ кууме до дозы 5,8 Мрад стойкость к растрескиванию при

[94, 95]. Для ряда марок полиэтилена низкой плотности достаточно доза излучения 8 Мрад, чтобы их стойкость к растрескиванию возросла в 1500—2000 раз.

По данным работ [5, 89], стойкость к растрескива­ нию в значительной мере зависит от показателя текуче­ сти расплава полиэтилена. Для полиэтилена высокой плотности с показателем текучести расплава 0,16 г/ 10 мин, дозы 10 Мрад вполне достаточно, чтобы резко повысить стойкость к растрескиванию. Для полиэтилена с пока­ зателем текучести расплава 3,88 г/10 мин тот же эф­ фект может быть достигнут лишь после облучения до дозы не менее 20 Мрад.

Таким образом, чем ниже показатель текучести рас­ плава, тем выше стойкость к растрескиванию облученно­

го полимера и тем меньше доза, необходимая для об­ лучения.

ЭЛЕКТРИЧЕСКОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ ОБЛУЧЕННОГО ПОЛИЭТИЛЕНА

Одним из наиболее важных и наименее изученных обратимых радиационных эффектов, наблюдаемых в по­ лиэтилене при облучении и имеющих большое практиче­ ское значение, является возникновение значительных электрических токов в диэлектрике бёз приложения внешнего напряжения. Природа этого явления изучена недостаточно [96]. Как показывают исследования [97], наводимая излучением э. д. с. достигает сотен и тысяч вольт, что может создавать существенные затруднения при эксплуатации, например, радиоаппаратуры. Опреде­ ление э.д. с., которая возникает при облучении полимера, сопряжено со значительными методическими трудностя­ ми, обусловленными сложностью протекающих пои этом

электронов, образующихся при комптоновском поглоще­

38

нии фотонов, зависит от направления их движения и определяется из соотношения

2от0с2а cos2 ф

—1 4 - 2а + a? sin2 <р

Из этой формулы следует, что при ф = 90° значение Е равно нулю, т. е. в направлении, перпендикулярном из­ лучению, поток электронов отсутствует. В то же время если поток излучения перпендикулярен электродам, то через образец, даже при отсутствии внешнего поля при облучении, протекает ток, обусловленный образующими­ ся при облучении электронами.

Этот электрический ток сравнительно мало изменяет­ ся при наложении внешнего поля разной величины и направления [98]. Таким образом, проходящий между электродами ток имеет две составляющие, одна из кото­ рых обусловливается электропроводностью полиэтилена, а другая — направленным движением электронов при воздействии излучения на материал.

Изменение (возрастание) наводимой э. д. с. во вре­ мени до постоянного значения под действием излучений постоянной интенсивности, а также уменьшение э. д. с. после прекращения облучения подчиняются экспоненци­ альному закону, причем постоянная времени спада всегда больше постоянной времени возрастания. С уве­ личением интенсивности излучения э. д. с. возрастает не­ линейно до насыщения. Высказывается предположение, что главную роль в образовании наведенной э. д. с. иг­ рают различные условия внутренней ионизации облу­ чаемого диэлектрика при поглощении излучения у фрон­ тального и тылового электродов, приводящие к возник^, новению градиента концентрации высвобождаемых в результате внутреннего фотоэффекта неравновесных носи­ телей электрического тока [96]. Экспериментально пока­ зано, что наведенная э. д. с. возрастает с увеличением толщины образца облучаемого материала. Это находится в согласии с представлениями о концентрационном ме­ ханизме э. д. с. Значения установившейся разности по­ тенциалов в, возникающей при наличии градиента кон­

39