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尼龙1010在高能射线作用下所发生的变化和反应包括辐射交联,辐射裂解,不饱和双键的生成与转化及俘陷自由基的产生。这些变化将影响尼龙1010的聚集态结构和局域态分布的变化。
热释电(TSDC)是研究高分子材料转变与聚集态结构的一种重要的手段,特别是在研究非晶和半晶聚合物方面。TSDC有比其他热分析方法高得多的灵敏度,还可以得到高聚物局域态的信息,而这正是其他方法难以做到的。虽然辐照尼龙1010方面的研究已经有许多文章发表,但用TSDC方法进行研究的工作还不多。
本文主要通过γ射线对不同聚集态尼龙1010辐照,控制辐照时间来控制辐照剂量,使用热释电(TSDC)方法对不同辐照剂量的尼龙1010进行了系统研究。本文共分为以下三个主要部分:
1.通过γ射线对不同聚集态尼龙1010的辐照,分析辐照剂量,初始结晶度对结晶度变化的影响。结果表明,尼龙1010的结晶度变化随着辐照剂量的增加而增大,而随着初始结晶度的增大而减小。
2.通过γ射线对结晶尼龙1010的辐照,通过观察其WXRD,TSDC谱图,分析不同辐照剂量对结晶尼龙1010的聚集态结构和局域态分布的影响。γ射线辐照后的结晶尼龙1010中,在非晶区里,低剂量(<100kGy)下,链段运动变得困难,但随着辐照剂量的继续增加,链段运动变得越来越容易;低剂量(<500kGy),非晶区和中间相陷阱存储电荷能力降低,但随着剂量的继续增加,非晶区和中间相陷阱存储电荷能力逐渐提高,非晶区和中间相陷阱所俘获空间电荷的稳定性随着辐照剂量的增加而减弱;γ射线辐照会导致结晶损伤,在晶区会产生缺陷,辐照剂量的增加有利于提高晶区的存储电荷能力,但降低了被俘获在晶区陷阱的空间电荷的稳定性。
3.通过γ射线对非晶尼龙1010的辐照,通过观察WXRD,TSDC谱图,分析不同辐照剂量对非晶尼龙1010的聚集态结构和局域态分布的影响。非晶尼龙1010室温以上的热释电流谱只有2个主要的松弛峰,α、ρ1峰,而辐照过的非晶尼龙1010,结晶度随着辐照剂量的增加而增大,在室温以上有3个主要的松弛峰,α、ρ1、ρ2峰;γ射线辐照后,在非晶区,分子链运动随着辐照剂量的增加而变得更加困难;非晶区及中间相的陷阱所俘获空间电荷稳定性随着辐照剂量的增加而提高;在γ射线辐照而形成的的晶区里,辐照剂量的增加提高陷阱俘获空间电荷能力,但降低被晶区陷阱所俘获空间电荷的稳定性。