Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Пластик
Plastic
Поли(аллилдигликоль карбонаты) (PADC) – көбінесе PMMA (полиметилметакрилат) материалымен қатар көзілдірік линзаларын жасауда қолданылатын пластик. Мономер – аллилдигликоль карбонаты (ADC). CR 39 термині техникалық тұрғыдан ADC мономерін білдіреді, бірақ көбінесе дайын пластик үшін қолданылады. Бұл аббревиатура "Columbia Resin #39" дегенді білдіреді, бұл 1940 жылы Columbia Resins жобасы әзірлеген термореактивті пластиктің 39-шы формуласы еді. CR 39 мономерінің (ADC) алғашқы коммерциялық қолданылуы Екінші дүниежүзілік соғыста B 17 бомбалаушы ұшағы үшін шынымен күшейтілген пластиктен жасалған жанар май бактерілерін жасауға көмектесу болды, бұл ұшақтың салмағын азайтып, ұшу қашықтығын арттырды. Соғыстан кейін Калифорниядағы Armorlite Lens Company компаниясы 1947 жылы алғашқы CR 39 көзілдірік линзаларын өндірді. CR 39 пластигінің сыну көрсеткіші 1,498, ал Аббе саны 58-ге тең. CR 39 қазір PPG Industries компаниясының тіркелген тауар белгісі болып табылады. Баламалы қолданылуы – нейтрондық сәулеленуді, иондаушы сәулеленудің бір түрін, өлшеу үшін қолданылатын тазартылған нұсқасы, нейтрондық дозиметрияда қолданылады. CR 39 поликарбонаттың бір түрі болғанымен, оны "поликарбонат" деген жалпы атаумен шатастыруға болмайды, ол әдетте бисфенол А-дан жасалған берік гомополимер.
Poly(allyl diglycol carbonate) (PADC) is a plastic commonly used in the manufacture of eyeglass lenses alongside the material PMMA (polymethyl methacrylate). The monomer is allyl diglycol carbonate (ADC). The term CR 39 technically refers to the ADC monomer, but is more commonly used to refer to the finished plastic. The abbreviation stands for "Columbia Resin #39", which was the 39th formula of a thermosetting plastic developed by the Columbia Resins project in 1940. The first commercial use of CR 39 monomer (ADC) was to help create glass reinforced plastic fuel tanks for the B 17 bomber aircraft in World War II, reducing the weight and increasing the range of the bomber. After the war, the Armorlite Lens Company in California is credited with manufacturing the first CR 39 eyeglass lenses in 1947. CR 39 plastic has an index of refraction of 1.498 and an Abbe number of 58. CR 39 is now a trade marked product of PPG Industries. An alternative use includes a purified version that is used to measure neutron radiation, a type of ionizing radiation, in neutron dosimetry. Although CR 39 is a type of polycarbonate, it should not be confused with the general term "polycarbonate", a tough homopolymer usually made from bisphenol A.
Синтез
CR 39 диизопропил пероксидикарбонат (IPP) инициаторының қатысуымен ADC полимерленуі арқылы жасалады. Аллиль топтарының болуы полимерге өзара байланыстар құруға мүмкіндік береді, сондықтан ол термопластикалық шайыр болып табылады. IPP қолданылатын ADC мономерлерінің полимерлену кестесі әдетте 20 сағатқа созылады, максималды температурасы 95 °C. Жоғары температураны сулы ванна немесе күшті ауа ағыны бар пеш арқылы қамтамасыз етуге болады. Бензоил пероксиді (BPO) – ADC полимерлендіру үшін қолданылуы мүмкін баламалы органикалық пероксид. Таза бензоил пероксиді кристалдық және диизопропил пероксидикарбонатына қарағанда аз ұшқыш. BPO қолдану нәтижесінде сары түстің жоғары индексіне ие полимер алынады, сондай-ақ бөлме температурасында ADC-ге BPO-ның IPP-ге қарағанда еруына көбірек уақыт қажет.
CR 39 is made by polymerization of ADC in presence of diisopropyl peroxydicarbonate (IPP) initiator. The presence of the allyl groups allows the polymer to form cross links; thus, it is a thermoset resin. The polymerization schedule of ADC monomers using IPP is generally 20 hours long with a maximum temperature of 95 °C. The elevated temperatures can be supplied using a water bath or a forced air oven. Benzoyl peroxide (BPO) is an alternative organic peroxide that may be used to polymerize ADC. Pure benzoyl peroxide is crystalline and less volatile than diisopropyl peroxydicarbonate. Using BPO results in a polymer that has a higher yellowness index, and the peroxide takes longer to dissolve into ADC at room temperature than IPP.
Оптика
CR 39 көру спектрінде мөлдір, ал ультракүлгін сәулелер диапазонында дерлік мүлдем өткізбейді. Оның абразияға төзімділігі жоғары, тіпті жабынсыз оптикалық пластиктердің арасында абразияға және сызатқа ең жоғары төзімділікке ие. CR 39 шыныдан шамамен екі есе жеңіл, ал сыну көрсеткіші тәж шынынан сәл төмен. Оның жоғары Аббе санының арқасында түсті аберрация аз болады, осының бәрі оны көзілдіріктер мен күн көзілдіріктер үшін тиімді материал етеді. Материалдың бетін немесе ішкі қабатын бояу арқылы әртүрлі түстерге қол жеткізуге болады. CR 39 көптеген еріткіштерге, химиялық заттарға, гамма сәулеленуіне, қартаюға және материалдың тозуына да төзімді. Ол дәнекерлеу кезінде пайда болатын ыстық ұшқындарға шыны төтеп бере алмайтындықтан, төтеп бере алады. Оны 100 °C температураға дейін үздіксіз, ал 130 °C температурада бір сағатқа дейін пайдалануға болады.
CR 39 is transparent in the visible spectrum and is almost completely opaque in the ultraviolet range. It has high abrasion resistance, in fact the highest abrasion/scratch resistance of any uncoated optical plastic. CR 39 is about half the weight of glass with an index of refraction only slightly lower than that of crown glass, and its high Abbe number yields low chromatic aberration, altogether making it an advantageous material for eyeglasses and sunglasses. A wide range of colors can be achieved by dyeing of the surface or the bulk of the material. CR 39 is also resistant to most solvents and other chemicals, gamma radiation, aging, and to material fatigue. It can withstand the small hot sparks from welding, something glass cannot do. It can be used continuously in temperatures up to 100 °C and up to one hour at 130 °C.
Сәулеленуді анықтау
Радиацияны анықтау саласында CR 39 қатты күйдегі ядролық іздестер детекторы (SSNTD) ретінде иондаушы сәулеленудің болуын анықтау үшін қолданылады. Энергиясы жоғары бөлшектер полимерлік құрылыммен соқтығысқанда CR 39 ішінде үзілген химиялық байланыстардың іздерін қалдырады. Оны жоғары концентрациялы сілтілік ерітіндіге (әдетте натрий гидроксиді) батырғанда гидроксид иондары полимерлік құрылымға шабуыл жасап, оны бұзады және пластиктің көлемді бөлігін шамамен бірқалыпты жылдамдықпен мөлдіретеді. Дегенмен, зарядталған бөлшектердің әрекеттесуінен қалған зақымдану жолдарындағы сәулеленудің зақымдану концентрациясы химиялық агентке полимерге, оның көлемді бөлігіне қарағанда жылдам әсер етуге мүмкіндік береді, соның нәтижесінде зарядталған бөлшектердің иондық іздерінің жолдары ашылады. Сонымен, мөлдіреткен пластик пластикадағы сәулеленудің орналасуы туралы ғана емес, сонымен қатар оның көзі туралы спектроскопиялық ақпаратты сақтайды. Көбінесе альфа сәулесін шығаратын радионуклидтерді (әсіресе радон газын) анықтау үшін қолданылатын CR 39-дың сәулеленуге сезімтал қасиеттері протон және нейтрон дозиметриясы, сондай-ақ тарихи ғарыштық сәулелерді зерттеуде де пайдаланылады. CR 39-ның радиация көзінің орналасуын тіпті өте төмен концентрацияларда да тіркеу қабілеті альфа бөлшектерімен авторадиографиялық зерттеулерде және уран сияқты альфа эмитерлерді (салыстырмалы түрде арзан) анықтау үшін қолданылады. Әдетте, биологиялық материалдың жұқа бөлігі CR 39-ға бекітіліп, мүмкін болатын радиологиялық ластану көздерінен барынша қорғалған ортада бірнеше ай немесе жылдар бойы мұздатылған күйде сақталады. Мөлдіреуден бұрын, CR 39 детекторына бекітілген биологиялық үлгінің суреті түсіріледі, сонда детектордағы белгіленген орналасу белгілеріне назар аударылады. Мөлдіреу процесінен кейін, CR 39-ды автоматты немесе қолмен "сканерлеу" арқылы тіркелген иондаушы сәулеленудің физикалық орналасуы анықталады, одан кейін биологиялық үлгідегі радионуклидтің орналасуына сәйкестендіріледі. Биологиялық үлгілердегі радионуклидтердің іздік мөлшерлерін мұндай төмен эмиссия деңгейінде дәл анықтау үшін басқа бұзбас әдіс жоқ.
In the radiation detection application, CR 39 is used as a solid state nuclear track detector (SSNTD) to detect the presence of ionising radiation. Energetic particles colliding with the polymer structure leave a trail of broken chemical bonds within the CR 39. When immersed in a concentrated alkali solution (typically sodium hydroxide) hydroxide ions attack and break the polymer structure, etching away the bulk of the plastic at a nominally fixed rate. However, along the paths of damage left by charged particle interaction the concentration of radiation damage allows the chemical agent to attack the polymer more rapidly than it does in the bulk, revealing the paths of the charged particle ion tracks. The resulting etched plastic therefore contains a permanent record of not only the location of the radiation on the plastic but also gives spectroscopic information about the source. Principally used for the detection of alpha radiation emitting radionuclides (especially radon gas), the radiation sensitivity properties of CR 39 are also used for proton and neutron dosimetry and historically cosmic ray investigations. The ability of CR 39 to record the location of a radiation source, even at extremely low concentrations is exploited in autoradiography studies with alpha particles, and for (comparatively cheap) detection of alpha emitters like uranium. Typically, a thin section of a biological material is fixed against CR 39 and kept frozen for a timescale of months to years in an environment that is shielded as much as possible from possible radiological contaminants. Before etching, photographs are taken of the biological sample with the affixed CR 39 detector, with care taken to ensure that prescribed location marks on the detector are noted. After the etching process, automated or manual 'scanning' of the CR 39 is used to physically locate the ionising radiation recorded, which can then be mapped to the position of the radionuclide within the biological sample. There is no other non destructive method for accurately identifying the location of trace quantities of radionuclides in biological samples at such low emission levels.