电离辐射与高聚物相互作用，聚合物吸收能量，通过电离、激发和一系列反应而导致物理化学转化，包括：
1、大分子主链间的辐射交联：高聚物主链间通过化学键连接，直至三维网状结构形成，分子量增加。
聚合物的辐射交联相对于许多观察到的物理性质来说是最重要的化学效应，包括：弹性模量、密度、熔融行为。由于交联的生成，材料中内应力产生关系到结晶区的损伤、消失。
2、大分子主链的辐射裂解（降解）；高聚物主链断裂或降解，导致分子量变小，分子量趋于无规则分布，甚至成为低聚物，如聚异丁烯等。
3、气体的释放、不饱和键的生成与消亡；高聚物枝链中共价键断裂产生主要产物H2、CH4、CO、CO2，高聚物在辐照时往往伴有不饱和度增加和衰减现象，乙烯基、亚乙烯基辐照中迅速消失，但也伴随新的不饱和度生成（反式双键），这是由于高分子链脱去小分子和自由基转移的结果；伴随辐射着色等现象。
4、异构化、歧化反应；顺式反式的转化。
5、辐射氧化等。
化学反应和结构的变化必然导致其高聚物物理结构和性能的一系列转化，如结晶度、熔融温度、溶解度、机械和电学性能的变化。
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