Effects of Antioxidant and Thermal Treatment on the Radiation Resistance of Polypropylene

폴리프로필렌의 내방사선성에 미치는 산화방지제와 열처리의 영향

  • Park Sung Hyun (Department of Industrial Chemistry, Chungnam National University) ;
  • Kim Hyung-Il (Department of Industrial Chemistry, Chungnam National University) ;
  • Kang Phil Hyun (Radiation Application Division, Korea Atomic Energy Research Institute) ;
  • Nho Young Chang (Radiation Application Division, Korea Atomic Energy Research Institute)
  • 박성현 (충남대학교 공업화학과) ;
  • 김형일 (충남대학교 공업화학과) ;
  • 강필현 (한국원자력연구소 방사선 이용연구부) ;
  • 노영창 (한국원자력연구소 방사선 이용연구부)
  • Published : 2006.01.01

Abstract

The effects of antioxidants and thermal treatment on the radiation resistance of the gamma-ray irradiated polypropylene (PP) were studied. The PP was blended with various antioxidants and was fabricated into a sheet. The PP sheet was irradiated with gamma-ray to a dosage of 25kGy in the nitrogen atmosphere. The differences in both color and mechanical strength were investigated for the gamma-ray irradiated PP depending on the kind and the content of antioxidant. The residual amount of free radical and the variation of oxidation index were investigated for the gramma-ray irradiated PP with thermal treatment after irradiation. The PP having phosphite antioxidant showed little difference in color after gamma-ray irradiation compared with the PP having phenolic or mine antioxidant. Sufficient amount of free radical could be removed from the gamma-ray irradiated PP by the thermal treatment at $130\;^{\circ}C$ for 30 min. Thermally treated PP showed lower oxidation index than the PP without thermal treatment.

의료용 등급의 폴리프로필렌 수지에 감마선을 조사한 후 내방사선성에 대한 산화방지제와 열처리의 효과에 대해 연구하였다. 폴리프로필렌과 여러 종류의 산화방지제를 혼합하고 이를 시이트 형태로 제작하여 질소분위기에서 25 kGy로 감마선 조사하였다. 감마선을 조사한 폴리프로필렌 시이트에 대해 산화방지제 종류 및 함량에 따른 색도 변화와 기계적 강도 변화를 조사하였으며 감마선 조사 후의 열처리 조건에 따른 라디칼 잔존량과 산화지수의 변화를 측정하였다. 페놀계 및 아민계 산화방지제보다는 인계 산화방지제를 폴리프로필렌에 혼합하였을 때 감마선 조사 후 색도 변화를 최소화할 수 있었다. $130\;^{\circ}C$에서 30분 동안의 열처리에 의해 산화의 원인이 되는 자유라디칼을 충분히 제거할 수 있어 열처리하지 않은 폴리프로필렌보다 낮은 산화지수를 얻을 수 있었다.

Keywords

References

  1. I. Krupa and A. S. Luyt, Polym. Degrad Stab., 72, 505 (2001) https://doi.org/10.1016/S0141-3910(01)00052-0
  2. J. Bojarski, Z. Bulhak, G. Burlinska, I. Kaluska, Z. Zimek, and D. Szwojnicka, Radiation Phys. Chem., 46, 801 (1995) https://doi.org/10.1016/0969-806X(95)00265-Y
  3. K. Kereluk and R. S. Lloyd, J. Hosp. Research, 7, 7 (1969)
  4. K. Sato, Radioisotopes, 32, 431 (1983) https://doi.org/10.3769/radioisotopes.32.9_431
  5. R. Pourahmad and R. Pakravan, Radiation Phys. Chem., 49, 285 (1997) https://doi.org/10.1016/S0969-806X(96)00140-5
  6. G. Burlinska, J. Bojarski, and J. Michalik, Radiation Phys. Chem., 47, 449 (1996) https://doi.org/10.1016/0969-806X(95)00150-V
  7. C. P. Sharma and M. Szycher, in Perspective Towards the 21th Century, Technomic Publishing, Lancaster, p 87 (1991)
  8. A. Rivaton, D. Lalande, and J. -L. Gardette, Nucl. Instr and Meth. in Phys. Res. B, 222, 187 (2004) https://doi.org/10.1016/j.nimb.2004.02.012
  9. G. Khang and H. B. Lee, Bio-Medical Materials and Eng, 6, 323 (1996)
  10. J. C. Westfahl, C. J. Carman, and R. W Layer, Rubber Chem. Technol., 402, 45 (1972)