Con l’avanzamento dell’industrializzazione, l’inquinamento è un problema cruciale per l’umanità.Nell'impegno Green, cioè per liberare il mondo dall'inquinamento, la tecnologia delle radiazioni occupa un posto importante.Le radiazioni nucleari hanno fatto il loro ingresso in molti processi chimici.La "polimerizzazione", l'"innesto" e la "indurimento", tutti i processi chimici più importanti nel campo dei polimeri, possono avvenire attraverso tecniche di radiazione.La tecnologia delle radiazioni è preferita rispetto ad altre risorse energetiche convenzionali per alcuni motivi, ad esempio è possibile controllare grandi reazioni e qualità del prodotto, risparmiare energia e risorse, processi puliti, automazione e risparmio di risorse umane, ecc. Oltre a questo, le radiazioni sono è inoltre una buona tecnica di sterilizzazione rispetto ad altre tecniche di sterilizzazione convenzionali.L'irradiazione dei polimeri può essere applicata in diversi settori.In questa analisi l'attenzione si è concentrata principalmente su quattro settori, vale a dire la tecnologia biomedica, tessile, elettrica e delle membrane.
Dall’era della pietra e dei metalli siamo arrivati all’era dell’energia nucleare e dei polimeri.Viviamo infatti nel mondo dei polimeri.Questo è il motivo per cui scienziati e tecnologi hanno definito quest'era “l'era dei polimeri”.In ogni fase della nostra vita quotidiana ci imbattiamo in cose che sono il frutto della ricerca sui polimeri.L’applicazione sempre più ampia dei polimeri nella vita di tutti i giorni negli ultimi decenni è stata generalmente riconosciuta come una benedizione mista da scienziati e tecnologi.Sebbene sia iniziato a metà del secolo scorso, il lavoro in questo campo della chimica è stato così rapido e l'applicazione così utile e versatile, che il numero di sistemi polimerici è enorme.
Gli ultimi trent’anni hanno visto anche l’emergere delle radiazioni nucleari come potente fonte di energia per le applicazioni dei processi chimici.Pertanto, può essere applicato in diverse aree industriali.Il fatto che le radiazioni possano avviare reazioni chimiche o distruggere i microrganismi ha portato all'uso su larga scala delle radiazioni per vari processi industriali.La radiazione nucleare è ionizzante e, passando attraverso la materia, produce ioni positivi, elettroni liberi, radicali liberi e molecole eccitate.La cattura degli elettroni da parte delle molecole può anche dare origine ad anioni.Pertanto, tutta una serie di specie reattive diventa disponibile per il chimico con cui giocare.
I processi basati sulle radiazioni presentano molti vantaggi rispetto ad altri metodi convenzionali.Per i processi di iniziazione, la radiazione differisce dall'iniziazione chimica.Nel trattamento con radiazioni non sono necessari catalizzatori o additivi per avviare la reazione.Generalmente con la tecnica delle radiazioni, l'assorbimento di energia da parte del polimero della spina dorsale avvia un processo di radicali liberi.Con l'iniziazione chimica, i radicali liberi vengono prodotti dalla decomposizione dell'iniziatore in frammenti che poi attaccano il polimero di base portando ai radicali liberi.Sakurada [1] ha confrontato l'efficienza dei due processi e ha stimato che lo stesso numero di radicali iniziatori viene prodotto nell'unità di tempo con una dose di radiazione di 1 rad/s o con l'utilizzo di un iniziatore chimico, ad esempio il perossido di benzoile, ad una concentrazione di 0,01 M. .L'iniziazione chimica è tuttavia limitata dalla concentrazione e dalla purezza degli iniziatori.Tuttavia, nel caso del trattamento con radiazioni, il tasso di dose della radiazione può essere variato ampiamente e quindi la reazione può essere controllata meglio.A differenza del metodo di iniziazione chimica, anche il processo indotto dalle radiazioni è esente da contaminazioni.L'iniziazione chimica spesso comporta problemi derivanti dal surriscaldamento locale dell'iniziatore.Ma nel processo indotto dalle radiazioni, la formazione di siti di radicali liberi sul polimero non dipende dalla temperatura ma dipende solo dall'assorbimento della radiazione ad alta energia penetrante da parte della matrice polimerica. Pertanto, il trattamento con radiazioni è indipendente dalla temperatura o, in in altre parole, possiamo dire che è un processo energetico ad attivazione zero per l'iniziazione.
Poiché non sono necessari catalizzatori o additivi, è possibile mantenere la purezza dei prodotti trasformati.Con il trattamento con radiazioni, i pesi molecolari dei prodotti possono essere regolati meglio.Le tecniche di radiazione hanno anche la capacità di innescarsi in substrati solidi.I prodotti finiti possono anche essere modificati mediante la tecnica delle radiazioni.
L'energia delle radiazioni nucleari, tuttavia, è costosa anche se molto efficiente nel provocare reazioni chimiche.Il costo unitario dell’energia radiante installata è molto più elevato di quello dell’energia termica o elettrica convenzionale.Nonostante ciò, l’applicazione dell’energia delle radiazioni nucleari ha dimostrato la sua superiorità e la sua efficacia in termini di costi in numerosi processi chimici rispetto ad altre forme di energia come il calore o l’energia elettrica.Le tecniche di radiazione hanno una buona efficienza in termini di potenza e necessitano solo di un piccolo spazio per essere installate.
L'applicazione delle radiazioni sui polimeri può essere impiegata in vari settori industriali, ovvero biomedico, tessile, elettrico, membrane, cemento, rivestimenti, articoli in gomma, pneumatici e ruote, schiuma, calzature, rulli da stampa, industria aerospaziale e farmaceutica.In questa rassegna l'attenzione si concentra principalmente su quattro settori: biomedico, tessile, elettrico e tecnologie delle membrane.
Orario di pubblicazione: 12 marzo 2020