Треки ускоренных тяжелых ионов в полимерах

• Автор: Апель, Павел Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.09
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 194 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ УСКОРЕННЫХ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ С ПОЛИМЕРАМИ
1.1. Состояние проблемы к началу настоящей работы
1.2. Основные представления о воздействии тяжелых ионов
на полимеры и образовании травимых треков
1.2.1. Потери энергии и пробеги тяжелых ионов
в веществе
1.2.2. Первичная и вторичная ионизация. Пространственное распределение поглощенной дозы в треке тяжелого иона
1.2.3. Структура и размеры области нарушений
1.2.4. Химическое травление трека тяжелой заряженной
частицы
1.2.5. Некоторые специфические физические эффекты в треках тяжелых заряженных частиц
1.2.6. Радиационно-химические эффекты в полимерах при высокой линейной передаче энергии
1.2.7. Трековые мембраны
1.3. Постановка задачи и выбор объектов исследования
ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1. Полимеры
2.2. Облучение ускоренными ионами
2.3. Использование других видов излучений
2.3.1. Облучение осколками деления
2.3.2. Облучение гамма-квантами
2.3.3. Обработка ультрафиолетовым излучением
2.4. Кондуктометрический метод исследования процесса
химического травления треков
2.4.1. Принцип и аппаратурное оформление метода
2.4.2. Интерпретация и обработка результатов кондуктометрического эксперимента
2.5. Исследование изменений молекулярной структуры полимеров
2.6. Химическое травление облученных полимеров

2.7. Методы исследования пористой структуры трековых мембран
ГЛАВА 3. РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКИЕ ЭФФЕКТЫ В ПОЛИМЕРАХ ПРИ ОБЛУЧЕНИИ УСКОРЕННЫМИ ТЯЖЕЛЫМИ ИОНАМИ
3.1. Ароматические полиэфиры
3.1.1. УФ-спектры облученных ионами полимеров
3.1.2. ИК-спектры облученных ионами полимеров
3.1.3. Изменение молекулярной массы
3.1.4. Накопление карбоксильных групп в полиэтилентерефталате
3.2. Полиолефины
3.2.1. УФ-спектры
3.2.2. Молекулярно-массовое распределение
3.2.3. Золь-гель анализ
3.3. Выводы
ГЛАВА 4. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ ПРОЦЕССА ФОРМИРОВАНИЯ И ХИМИЧЕСКОГО ТРАВЛЕНИЯ ТРЕКОВ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ В ПОЛИМЕРАХ
4.1. Введение в проблему
4.2. Динамика роста числа сквозных пор при травлении
треков ионов с различными Z и Е
4.3. Скорость травления треков как функция ЛПЭ
4.4. Влияние температуры при облучении на формирование и скорость травления треков
4.4.1. Температурные эффекты в полипропилене
4.4.2. Температурные эффекты в полиэтилентерефталате
4.5. Влияние окисления и фотоокисления на состояние треков
4.5.1. Полиэтилентерефталат
4.5.2. Другие полиэфиры
4.5.3. Полипропилен
4.6. Сохранность треков при длительном хранении
4.7. Воздействие растворителей как метод сенсибилизации треков
4.8. Влияние температуры при травлении
4.8.1. Полиэтилентерефталат
4.8.2. Полипропилен
4.9. Влияние состава раствора на травление треков
4.9.1. Влияние концентрации щелочи при травлении треков в полиэтилентерефталате

4.9.2. Особенности травления треков в ПЭТФ при низких концентрациях щелочи. Роль катиона
4.9.3. Влияние концентрации реагентов при травлении треков в полипропилене
4.10. Влияние антиоксиданта на формирование и травление
треков в полипропилене
4.11. Выводы
ГЛАВА 5. РАДИАЛЬНАЯ СТРУКТУРА И РАЗМЕРЫ ТРЕКОВ УСКОРЕННЫХ ТЯЖЕЛЫХ ИОНОВ
5.1. Применение кондуктометрического метода для исследования структуры треков
5.1.1. Выбор условий травления
5.1.2. Сравнение с другими методами
5.2. Локальная скорость травления области повреждения как функция радиуса
5.2.1. Полиэтилентерефталат
5.2.2. Поликарбонат
5.2.3. Полиарилат
5.2.4. Полипропилен
5.3. Сердцевина трека
5.3.1. Зависимость размера сердцевины трека в
полиэтилентерефталате от иона и ЛПЭ
5.3.2. Состояние полимера в сердцевине трека
5.3.3. Сравнение размеров сердцевины трека в разных полимерах. Возможный механизм формирования избирательно травимой области
5.4. Оболочка трека
5.4.1. Анализ поведения радиальной скорости травления при больших радиусах
5.4.2. Размер оболочки трека в полиэтилентерефталате
как функция ЛПЭ
5.4.3. Возможный физический смысл параметра а
5.4.4. Сравнение с воздействием излучения с низкой ЛПЭ.
Вопрос о применимости модели дельта-лучей к оболочке
трека
5.4.5. Вероятные специфические процессы при формировании оболочки трека тяжелого иона

ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
В данной главе приведено описание экспериментальной части настоящего исследования, включающее наиболее существенные детали работы. Исчерпывающая информация обо всех экспериментальных методиках изложена в работах автора, ссылки на которые приведены ниже по тексту.
2.1. ПОЛИМЕРЫ
Эксперименты проводили с полимерными пленками толщиной от 1 до 150 мкм как промышленного изготовления, так и опытными образцами, полученными в лабораторных условиях. Двухосноориентированные пленки из полиэтилентерефталата, поликарбоната и полипропилена представляли собой материалы, выпускаемые для конденсаторной и электротехнической промышленности. Образцы пленок полиарилатов были изготовлены в лаборатории термостойких полимеров ВНИИСС (Владимир). В некоторых экспериментах были использованы образцы рукавного полиэтилена (ПЭ).
Основные типы промышленных пленок, использовавшихся в работе, представлены в таблице 2.1.
Таблица 2.1. Основные типы промышленных полимерных пленок, применявшихся в работе
Полимер Производитель Типы пленок Толщина, мкм Структура
ПЭТФ НПО “Полимер” г. Орджоникидзе Конденсаторная, ГОСТ 24234-80 10 Кристалличность ~ 40 %
ПЭТФ Владимирский химзавод Конденсаторная, ГОСТ 24234-80 10; 20 Кристалличность ~ 40 %
ПЭТФ Hoechst (Германия) Hostaphan RE3.5; RE5; RN12; RN19 3,5; 5; 12; 19 Кристалличность ~ 40 %
Поликарбонат Bayer (Германия) Makrofol KG 5; 8 Кристалличность ~ 90 %
Полипропилен Луцкий з-д изделий из пластмасс Конденсаторная ТУ 6-19-051-615-87 10 Изотактический, кристалличность ~ 70 %
Полипропилен Тогау (Япония) Torayfan Т2400, Т2372 10, 20 Изотактический, кристалличность ~ 70 %