本书介绍了电离辐射的科学及其对聚合物的影响，并探索当前的装置、设计和典型用途，详细介绍了电离辐射的工业应用，以及抗辐射聚合物及其用途。还讨论了健康和安全方面的考虑，提供了对辐射加工装置的选择和安全使用的理解。本书可供从事和有兴趣使用电离辐射加工聚合物材料以改善和增加聚合物产品价值的科研人员、工程师、技术人员、销售和市场营销专业人士参考；可作为核技术领域企业的技术与管理人员以及新入职员工培训、学习使用；也可作为大专院校相关专业教学用书。
辐射化学和聚合物的加工是一个跨学科的领域。正因为如此，很少有大学开设这方面的专门课程。为了促进其他行业对电离辐射制备聚合物技术的兴趣以及与辐射加工行业、化学行业和学术界之间的合作，迫切需要更多的辐射化学和加工方面的大学和研究生教育。这本书也可以作为聚合物辐射加工领域教育的大学教科书及用于该领域的研究生教育或高年级本科课程。《电离辐射和聚合物原理、技术和应用》原版虽然成书时间为2013年，但其中的原理基础知识对于初次涉及该领域的学生及跨学科课题的研究人员来说都是急需了解和学习的，并不因为出版时间过早而陈旧。中国同位素与辐射行业协会组织翻译出版这本书，主要是为行业内会员单位领导及从业者提供一个接触了解国外这种技术和应用的机会，以推动我国的高分子材料加工应用。
译者前言
在中国同位素与辐射行业协会具体安排下，我们将这部英文原著翻译成中文出版，愿通过此项工作，促进电离辐射与聚合物的研究，以提高聚合物的物理、化学和力学性能。本书为广大的塑料工程师和聚合物科研人员提供了宝贵的指导，包括在包装、航空航天、国防、医疗器械和能源等方面的应用。本书也是材料科学、聚合物以及机电工程领域的高级工科学生的有用资源。
本书英文版Ionizing Radiation and Polymers: Principles, Technology, and Applications，由吉里·乔治·德罗布尼（Jiri George Drobny）先生著，爱思唯尔（Elsevier）公司出版。中文版由槟榔郭、郭丽莉翻译，汪谟贞审校。为便于读者对照阅读原著，本书的符号表示、标准名和正斜体等形式尽量遵循原著。
感谢中广核达胜加速器技术有限公司、四川智研科技有限公司和中国同辐股份有限公司对本书出版提供的支持。负责本书出版编辑工作的编辑对书稿进行了认真的审阅，对部分用语反复推敲，力求专业准确，做了大量具体而细致的工作。在此对所有参与和支持本书翻译印刷出版工作的专家、老师和公司表示衷心的感谢。
由于时间仓促、水平有限，书中翻译不当或错误之处，恳请专家学者和读者不吝赐教,如有建议或问题可发送到ciraoffice@126.com。
译者
2023年7月
前言
著名科学家、工程师、发明家和实业家马歇尔·R.克莱兰（Marshall R.Cleland）将辐射加工定义为：用电离辐射处理产品和材料，以改变其物理、化学或生物特性，增加其用途和价值，或减少其对环境的影响。当将这一定义应用于聚合物时，可以看到电离辐射处理是一种成熟且经济的商业方法，可以精确地改变本体聚合（bulk polymerization）体系和由其制成的成型组件的性能。由辐射引发的聚合物交联、断链、氧化、接枝和长链支化的化学反应，都已较好地应用在各种塑料、弹性体和复合材料中。
聚合物材料的重要特性，如力学性能、热稳定性、熔体流动性、可加工性、耐化学性和表面性能等，可通过电离辐射显著改善或改变。
用辐射对聚合物和各种聚合物体系进行加工，与许多已建立的传统工艺相比，具有重要的经济和环境优势。这些传统工艺主要通过加热，并且通常使用含有对环境有负面影响的添加剂的复杂配方。聚合物辐射加工过程中使用的电离辐射装置和工艺具有低污染、低能耗和材料可回收利用的特点，这使其成为一种绿色技术，在当前可持续性发展理念中具有非凡的吸引力。涂层和油墨的辐射固化可以是无溶剂的，也可以使挥发性有机化合物大幅减少。
本书涵盖了基于电离辐射，即基于射线、电子束和X射线辐射的当前加工技术。主要目的是对这些工艺流程提供一个只涉及必要理论的描述和解释，以使读者能够理解所提及的大部分材料。
第1章概述了辐射的一般类型，特别是电离辐射的类型，以及一些相关的科学原理。第2章介绍辐射化学和物理的基本原理。第3章介绍了当前的装置类型、设计和典型用途，特别关注了电子束装置，因为这种装置在聚合物和聚合物体系的工业实践中应用最为广泛。第4章描述了电子束的加工过程，第5章则描述了商业聚合物材料的电子束加工。这两章的内容也主要集中于电子束上，其原因与第3章相同。第6章综述了电离辐射的工业应用。第7章讨论了耐辐射聚合物及其用途。第8章介绍了电离辐射的测量方法。第9章介绍了安全与卫生注意事项。第10章总结了当前的技术现状和发展趋势。附录Ⅰ中列出了目前已知的装置制造商，附录Ⅱ为适用于电离辐射的标准和规范，附录Ⅲ中总结了照射量和吸收剂量的单位及转换，附录Ⅳ中回顾了书中引用的方程，附录Ⅴ列出了绿色化学12条原则。此外，还附有一个相当全面的相关术语表。
在书稿的编写过程中，有许多同事、朋友和其他人士在许多方面作出了贡献：马歇尔·克莱兰提供了大量的资源和宝贵的建议；托尼·贝雷卡（Tony Berejka）审阅了部分书稿，并提供了有价值的评论和数据；其他人士提供了照片、数据、信息和对书稿进行改进的建议等，他们包括约翰·克吕西尔（John Chrusciel）、沃纳·哈格（Werner Haag）、卡尔·斯旺森（Karl Swanson）、特伦斯·汤普森（Terrance Thompson）、本特·劳雷尔（Bengt Laurell）、菲利普·德希尔（Phillipe Dethier）、安·卡尔（Ann Car）、杰里米·西蒙（Jeremy Simon）、加里·科恩（Gary Cohen）等。如果没有来自爱思唯尔团队［马修·迪恩斯(Matthew Deans）、西娜·埃布纳斯贾贾德（Sina Ebnesajjad）、弗兰克·海尔维格（Frank Hellwig）和大卫·杰克逊（David Jackson）］的支持，没有丽莎·琼斯（Lisa Jones）和她的制作团队的帮助和合作，这项工作就不会取得成功。
吉里·乔治·德罗布尼（Jiri George Drobny）
梅里马克，新罕布什尔州和布拉格，捷克共和国
2012年6月
吉里·乔治·德罗布尼，毕业于布拉格技术大学化学工程专业和阿克伦大学聚合物科学研究所，在欧洲、美国和加拿大的橡胶和塑料加工行业工作了40多年，主要从事研发工作，并担任高级和行政职务。任德布罗尼聚合物公司总裁。 槟榔郭（姓名：郭彦斌），职务：中心副总工程师、研究生指导老师、北京核学会常务理事。从事领域：无损检测用驻波电子直线加速器及图像采集处理设备的开发与应用。多年来一直从事无损检测用驻波电子直线加速器及图像采集处理设备的开发与应用，2002年被聘(评)为研究员级高工。现任北自所副总工程师，电物理中心总工程师，研究生指导老师;兼任北京核学会常务理事、北京电机学会加速器专业委员会主任委员、中国同位素与辐射行业协会辐射加工专业委员会副主任委员、北京市科学技术奖励评审委员会评审专家等职。研究的项目：GB50752-2012《电子辐射工程技术规范》主要起草人，2012；GB/T25306-2010《辐射加工用电子加速器工程通用规范》主要起草人，2010；12MeV驻波电子直线加速器课题(国家04重大专项)主要参加人(2009-2010)；负责编写《无损检测用驻波电子直线加速器使用指南》2000～2011版；负责编译《PaxScan2520系统及操作指南》，2004；参加9MeV驻波电子直线加速器课题(八五计划)；参加计量标准用电子回旋加速器课题，(1979-1983)；参加Scx-80计算机系统课题(1982-1985)；参加750kV予注入器本地控制站课题(1979-1982)；参加或主持无损检测用驻波电子直线加速器及图像采集处理等课题30余项(1997-2008);发表论文50多篇。
第1章 导言 001
1.1 辐射类型和辐射源 002
1.2 电离辐射 003
1.3 离子束辐射 007
1.4 激光束辐射 007
参考文献 008
推荐阅读材料 008
第2章 辐射化学和物理的基本原理 011
2.1 前言 012
2.2 高能电子与有机物的相互作用 013
参考文献 022
推荐阅读材料 023
第3章 聚合物辐射加工装置 025
3.1 射线辐照装置 026
3.2 电子束辐照装置 029
3.3 X射线辐照装置 054
3.4 电子束加工装置及技术的发展现状 056
参考文献 058
推荐阅读材料 060
第4章 电子束加工 063
4.1 前言 064
4.2 利用促交联剂增强电子束辐射交联的方法 068
4.3 辐射交联延缓剂 073
参考文献 074
推荐阅读材料 076
第5章 商业聚合物、单体和低聚物的电子束加工 079
5.1 热塑性塑料的电子束加工 080
5.2 弹性体的电子束加工 089
5.3 液体体系的电子束加工 105
5.4 接枝和其他聚合物改性 107
参考文献 111
推荐阅读材料 116
第6章 电离辐射的工业应用 119
6.1 电线电缆技术 121
6.2 轮胎技术 131
6.3 聚烯烃发泡材料 135
6.4 热缩材料生产 138
6.5 交联聚乙烯管 141
6.6 涂料、胶黏剂和印刷油墨 145
6.7 氟添加剂的生产 153
6.8 聚合物复合材料的辐射固化 155
6.9 水凝胶 159
6.10 医疗器械灭菌 160
6.11 其他应用 160
参考文献 162
推荐阅读材料 166
第7章 耐辐射聚合物及其应用 169
7.1 降解和稳定性 170
7.2 耐辐射聚合物的应用 175
参考文献 177
推荐阅读材料 179
第8章 剂量学和实时过程监测 181
8.1 剂量学 182
8.2 实时监测器 187
参考文献 188
推荐阅读材料 189
第9章 安全与卫生 191
9.1 电子束装置的安全与健康 192
9.2 射线辐射装置的安全与健康 194
9.3 化学有害物质 194
参考文献 196
推荐阅读材料 196
第10章 技术现状及发展趋势 199
10.1 当前装置与化学领域的新进展和趋势 200
10.2 工艺技术的新进展和趋势 205
10.3 其他新进展和趋势 206
参考文献 207
附录 208
附录Ⅰ 主要的电子束装置制造商 208
附录Ⅱ 电离辐射标准和规范 209
附录Ⅲ 照射量单位、吸收剂量和转换 210
附录Ⅳ 相关公式 211
附录Ⅴ 绿色化学12条原则 212
书目 213
术语表 214
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