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Characterizations of heavy ion irradiated PET membranes

重イオン照射したPET膜の特性

高橋 周一*; 吉田 勝; 浅野 雅春; 埜富 光男*; 仲川 勤*

Takahashi, Shuichi*; Yoshida, Masaru; Asano, Masaharu; Notomi, Mitsuo*; Nakagawa,Tsutomu*

重イオン照射したフィルムの物性変化を動的粘弾性測定(DMA),DSC,FT-IR,AFM,接触角測定,引っ張り試験などを用いて検討した。サンプルとしてはポリエチレンテレフタレート(PET)フィルムを用いた。イオン照射はXeイオン(450MeV)を3$$times$$10$$^{3}$$から3$$times$$10$$^{9}$$ions/cm$$^{2}$$のフルエンスの条件で行った。引っ張り試験とDMAの結果から、イオン照射によりPETフィルムは架橋することがわかった。しかし、3$$times$$10$$^{9}$$ions/cm$$^{2}$$のフルエンスで照射したPETフィルムは引っ張り強度は増大したが、破断強度は低下した。このことから、高いフルエンスで照射することにより、ポリマーの主鎖切断が起こり、分解構造が形成されると結論した。また、DSCとFT-IRの結果は、イオン照射によってフィルムが非晶化することを示した。

Various characterization were used to study the effect of heavy ion irradiation on a poly(ethylen terephthalate)(PET) membrane. My study was followed using some dynamic and thermal measurements with the aim to undestand the chemical change in the material by heavy ion irradiation. The anyalyese included DMA, tensile measurement, DSC and micro-FT-IR. The overall structure change in the PET polymer was investigated as a function of the Xe ion fluence in the range from 3$$times$$10$$^{3}$$ to 3$$times$$10$$^{9}$$ions/cm$$^{2}$$. Based on some mechanical measurements such as the tensile analysis and dynamic test, the heavy ion irradiated PET membranes exhibited a significant change in cross-linking. I believe that the secondary electron induced by collision between the irradiated ion and the constituent atoms of the membrane material form the cross-linking. The polymer chain scission and structure degradations are expected to result at higher ion fluence. Also, a slight change in the structure such as amorphization has been shown by DSC and the micro-FT-IR test.

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