Eine wichtige Entscheidung ist die Auswahl der Materialien, die sehr unterschiedlich auf die Strahlung reagieren können. Metalle und die meisten anorganischen Materialien werden durch Strahlung nicht verändert, obwohl bei transparenten Materialien farbliche Veränderungen auftreten können. Polymere erfahren zwei prinzipiell unterschiedliche Reaktionen, die parallel auftreten und deren Verlauf von den chemischen Eigenschaften abhängen. Das Endergebnis hängt von der vorherrschenden Reaktion ab:

Vernetzung

Die Strahlung erzeugt freie Radikale in der Polymermatrix, die durch den Bruch chemischer Bindungen entstehen. Diese Radikale können sich neu verbinden und neue chemische Bindungen eingehen, was zu einem dreidimensionalen Netzwerk mit verbesserten Eigenschaften bezüglich der Hitzebeständigkeit sowie der chemischen und mechanischen Beständigkeit führt.
Einige Polymere sind so reaktionsträge, dass zur Erreichung eines ausreichenden Vernetzungsniveaus spezielle Vernetzungsbeschleuniger erforderlich sind, die dem Polymercompound in geringen Mengen zugesetzt werden müssen.
Der Hauptvorteil der Strahlenvernetzung besteht darin, dass sie bei niedrigen Temperaturen (Raumtemperatur) stattfindet und in der Regel keine chemischen Zusätze erforderlich sind, so dass keine Verunreinigung mit Rückständen auftritt.

Kettenspaltung (Abbau)

Einige Materialien reagieren in Form einer Kettenspaltung (Abbau). In diesem Fall wird das Molekulargewicht im Verhältnis zu der eingesetzten Strahlendosis reduziert. Dadurch verliert das Material seine Festigkeit und wird spröde. Für einige Anwendungen ist dies ein unerwünschter Effekt, da er die Funktion negativ beeinflusst. Bei anderen Materialien kann dies ein gewünschter Effekt sein, da das Molekulargewicht sehr präzise eingestellt werden kann, sodass die Fließ- und Verarbeitungseigenschaften (Rheologie) gezielt modifiziert werden können. Die Modifizierung von Stärke, Zellulose oder Polypropylen sind wichtige Beispiele für die Anwendung dieses Effekts.

Liste geeigneter Materialien

Print