При действии ионизирующих излучений высокой энергии на полимеры происходит их ионизация. В результате ряда превращений первично образовавшиеся ионы и свободные электроны преобразуются в радикалы и ион-радикалы, взаимодействие которых приводит к сложным химическим реакциям — деструкции, структурированию, циклизации, изомеризации, выделению газообразных продуктов и др. Направление этих реакций зависит от природы полимера и ингредиентов, входящих в состав полимерной композиции.
При структурировании каучуков при облучении образуются углерод-углеродные поперечные связи, подобные связям, образующимся при вулканизации пероксидами, и получаются теплостойкие вулканизаты.
Наиболее склонны к сшиванию под действием у-излучения каучуки, содержащие боковые винильные группы (например СКВ). Высокой способностью к радиационной вулканизации обладают также бутадиен-нитрильные и силоксановые каучуки.
Радиационная вулканизация может проводиться без нагревания и в отсутствие вулканизующих агентов. Однако для обеспечения комплекса технологических и эксплуатационных свойств резин в каучук вводят наполнители, пластификаторы и противостарители.
Эффективность радиационной вулканизации оценивается по величине дозы излучения, при которой достигаются оптимальные свойства вулканизатов. Для получения оптимальных свойств радиационных вулканизатов необходима поглощенная доза 0,2−0,5 МДж/кг. Для вулканизации смесей на основе силоксановых каучуков оптимальные дозы не превышают 0,10 МДж/кг. Для повышения эффективности радиационной вулканизации в резиновые смеси можно вводить сенсибилизирующие добавки, способствующие снижению величины оптимальных доз до 0,3−0,5 МДж/кг. К таким добавкам относятся вещества, увеличивающие число свободных радикалов: металлы переменной валентности, их соли и оксиды, алифатические полигалогенсодержащие соединения, а также вещества, способные образовать дополнительную сетку в результате радиационно-инициированной прививки к молекулам каучука — акрилаты, дималеимиды и др.
Радиационная вулканизация наиболее эффективна для получения резин на основе предельных каучков (фторкаучки, силоксановые, СКЭП) (см. также раздел 3.7).
