Техника - молодёжи 1963-02, страница 35

гможностей— полимеры

СВАРИВАЮТ ПОЛИМЕРЫ

Рис. В. КАЩЕНКО

зеи, вместо «сшивания» полимеров происходит деструкция — разрыв основных полимерных цепей, а стало быть, и потеря ценных свойств пластика. Как же быть?

На помощь приходит метод «ядерной сваоки», разработанный недавно сотрудниками лаборатории ядерной и радиационной химии Института химической физики АН СССР. «Сварка» ведется с помощью тепловых нейтронов, действие которых в отличие от других видов ядерных излучений удается сосредоточить именно а нужном месте, то есть у «свариваемых» поверхностей. Таким образом, уменьшается опасность общей деструкции всего пластика.

На поверхность материала, присоединяемого к тефлону, наносится соединение бора. Один из двух его изотопов— бор-10 — обладает способностью жадно поглощать тепловые нейтроны. «Проглотив» нейтрон, ядро бора как бы лопается, разваливаясь на •суски. Осколки (альфа-частицы и ядра лития) обладают большой энергией. Вдоль дистанции в тысячные доли миллиметра, которую пробегают осколки в веществе пластиков, на очень короткое время (десятимиллиардные доли секунды) возникает местный разогрев до тысячи градусов. Это приводит, во-первых, к диффузионному пе

а) полистирол, пропитанный с поверхности раствором бора, плотно прижи- ⁴ маатся к поверхности тефлона.

б) под действием тепловых нейтронов идет «ядерная с парна».

в) и вот результат: тефлон «сшит» с полистиролом.

ремешиванию, а значит, и взаимному зацеплению молекул обоих материалов. Во-вторых, происходит радиационное «сшивание» молекул. Это и есть метод «ядерной сварки». Так удается сварить тефлон с полистиролом, органическим стеклом и другими полимерами, сварить настолько прочно, что в месте соединения усилие на разрыв достигает 150 кг/см².

Оказалось, однако, что обязательным условием подобного «склеивания» должно быть набухание хотя бы одного из присоединяемых полимеров в растворе, содержащем соединения бора. Поэтому долгое время нам не удавалось соединить друг с другом нена-^ ^ бухающие полимеры — ска-жем, тефлон с тефлоном, тефлон с полиэтиленом. Тогда было решено использовать специальные прокладки — полистирольные пленки, пропитанные раствором бора. Их вводят между соединяемыми материалами. В результате оказалось возможным

«склеить» между собой не только фторопласты, но даже тефлон с алюминием и кварцем.

Применение описанного метода не ограничивается одной лишь «ядерной сваркой». Любопытные возможности сулит прививка к поверхности пластиков молекул других полимеров. А в некоторых случаях это очень важно. Например, тефлон не поддается крашению, тогда как нанесенную на него пленку другого полимера — скажем, полистирола или органического стекла, можно разрисовать всеми цветами радуги. И вот обнаружилось, что прививка с помощью тепловых нейтронор может оказаться удобнее, чем с помощью других — обычных радиационных методов.

Обычная радиационная прививка осуществляется следующим образом. Пластик облучается в парах прививаемого вещества. Прививаемые молекулы под действием излучения полимеризуются и химически связываются с поверхностью пластика, свойства которого тем самым хотят улучшить. Но при этом образуется много полимерных молекул, химически не связанных с поверхностью пластика: ведь реакция идет не только у поверхности, но и во всем облучаемом объеме вокруг пластика.

А) пластик с нанесен- _t ным на поверхность .

бором внесен в сосуд J ^ .,л \ -' j

с газообразным тетра- ^ * ^сгг\ ,

фторз ил н CF2—CF1. < V f

Б) CFi = CFi с помо-

<3

Г

плис TDK

щью *ядерной сварки» начинает прививаться к поверхности пластика и полимеризоваться в тефлон — CFr—CFz— CFt — CFi —...

В) привитой и полиме-ризованный тефлон пре- 6 вращается в пленку на * t ~ I поверхности пластика. ^ ^ j / § ''

® I'i; d

<*•> 1

11 •

/

Ч

И fl А С T И X

В

п л * с т я X

Нельзя ли свести на нет потери прививае мого вещества? Оказывается, можно.

Оригинальный метод радиационной полимеризации прививаемых молекул на поверхности тефлона разработан сотрудниками Института химической физики АН СССР под руководством члена - корреспондента АН СССР В. В. Воеводского совместно с профессором X. С. Багда-сарьяном. В их экспериментах тефлон облучался при очень низких температурах, а затем — уже в отсутствие облучения — размораживался в парах прививаемого в щества. При этом облученный пластик приобретал способность вызывать в прививаемом веществе реакцию полимеризации. Совершенно очевидно, что реакция не могла идти во всем объеме: ведь она не сопровождалась облучением. Процесс полимеризации оказывался сосредоточенным именно у поверхности. В результате сокращались потери прививаемого вещества, а облученный тефлон покрывался слоем привитого полимера.

Мы пошли по иному пути. Целью наших опытов была прививка тонких пленок тефлона или другого фторпо-лимера на поверхность полимеров, не содержащих фтор. Но главное отличие заключалось в том, что для этой цели использовались тепловые нейтроны, а не гамма- или бета-излучение. На поверхность полимера-подкладки наносилось соединение бора. Затем полимер облучался потоком тепловых нейтронов в парах прививаемого вещества. В этом случае также процесс прививки протекал только в поверхностном слое. Зато эффективность метода оказывалась более высокой.

Конечно, как и всякий другой метод, «ядерная сварка» имеет и свои недостатки. Ее можно применять для обработки лишь тех материалов, которые под действием тепловых нейтронов сами не становятся радиоактивными. Мы надеемся, что «ядерная сварка» найдет широкое применени е.

h

~МА(7ЕР(Ш

ш ьел) с R а Л W м

О „Ох

-с-с-с-с-I I I I

я а н н @®

г » г т

I 111 -с-с-с-с-1111 _fTT,