聚碳酸酯因的机械强度、透明性、耐冲击性和良好的热稳定性，应用于医疗器械、食品包装、航空航天、电子元件及光学制品等领域。聚碳酸酯良好的物理性能，辐照作用下却容发生化学结构改变，直观的表现便是材料由透明变为浅黄色深黄色，影响外观和光学性能，严重时伴随机械强度下降、脆化开裂。本文围绕聚碳酸酯耐辐照性测试原理、变色剂量界定及作用进行系统性解析，剖析高能辐照对该材料结构和性能的影响规律。
一、聚碳酸酯耐辐照性测试方法和指标判定
聚碳酸酯耐辐照性测试采用γ射线、电子束作为辐照源，实际应用环境，设定5-100kGy范围内不同辐照剂量，观察材料理化性能和外观颜色变化。测试样品需统一规格、厚度和表面处理方式，实验条件一致性。辐照后，主要检测指标包括颜色变化（色差ΔE值）、透光率、拉伸强度、断裂伸长率、冲击强度、热变形温度及玻璃化转变温度等参数。
色差值ΔE常作为聚碳酸酯耐辐照变色性的核心评价指标。ΔE值越大，说明材料颜色变化越明显。视觉辨识上，聚碳酸酯由无色透明逐渐转为淡黄、浅棕，直至褐色。透光率下降是参照参数，采用分光光度计测定400-700nm可见光透过率，观察光学性能衰减趋势。
力学性能变化同样不可忽视，辐照剂量升高，聚碳酸酯分子链断裂、交联、氧化作用叠加，材料脆性增大，拉伸强度和冲击强度下降，部分高剂量辐照样品表现出脆裂、裂纹扩展现象。热学性能变化方面，玻璃化转变温度略微提升，热变形温度有所降低，反映出分子链灵活性下降、微观结构致密化趋势。
耐辐照性测试需结合不同剂量区间数据，确定聚碳酸酯适用的辐照剂量范围及临界变色剂量，为实际应用中辐照剂量设定提供科学。
二、聚碳酸酯在不同剂量辐照下的变色剂量界定
聚碳酸酯耐辐照变色剂量界定需实验结果，结合颜色变化、光学性能衰减及力学性能衰退程度，划定不同剂量区间内材料表现规律。言，聚碳酸酯在5-10kGy常规食品辐照剂量下，颜色变化轻微，肉眼难以察觉，透光率维持在90%以上，力学性能稳定，满足食品、医疗一次性包装制品使用要求。
当剂量达到15-25kGy时，部分聚碳酸酯样品开始出现淡黄色调，色差ΔE值略超出3-5的肉眼识别阈值，透光率下降趋势初现，部分薄壁制品在25kGy后透光率降低约5-10%，光学元件、透明外壳类制品需关注此阶段变色情况。力学性能变化尚不，拉伸强度及冲击强度降幅不超过10%。
超过30kGy后，变色现象明显加剧，聚碳酸酯表面由淡黄转向浅棕，ΔE值迅速上升至8-10，透光率降至80%-85%，高透明性制品已不再适用。至50kGy剂量区间，部分样品透光率不足70%，颜色变化肉眼辨识度高，力学性能出现脆化趋势，断裂伸长率降低，冲击强度下降超过20%。继续升高至80-100kGy剂量，聚碳酸酯普遍变为深黄色至棕褐色，透光率不足60%，脆化开裂现象频发，严重影响制品使用功能。
以上剂量区间表现，聚碳酸酯临界变色剂量界定在25-30kGy，超出该剂量变色趋势迅速加剧，力学性能同步衰退。应结合制品用途及光学性能要求，设定辐照剂量，避免超临界剂量辐照性能劣化。
三、聚碳酸酯辐照变色和结构反应
聚碳酸酯在高能辐照作用下，主要经历自由基引发链断裂、交联、氧化及降解反应，材料化学结构和微观状态改变，引发颜色变化。辐照能量使聚碳酸酯分子内C–O键、C–C键断裂，形成自由基，部分自由基作用交联，部分则和空气中氧气反应生成过氧自由基，发生氧化降解，生成酚类、醛酮类及不饱和双键基团。
降解产物中，醌类、双键类和芳香环结合结构产生共轭体系，吸收可见光区短波长部分，使材料显现出黄色至褐色调。自由基诱导下，碳链降解及微观结构致密化，使聚碳酸酯透光率下降，光学性能减弱。辐照交联反应分子链节段活动性降低，玻璃化转变温度上升，力学强度脆性增加。
辐照剂量越高，自由基浓度越大，降解和交联反应速率加快，颜色变化加剧。在氧气存在环境中，氧化降解反应促发速率高于无氧环境，加速聚碳酸酯变色过程。辐照环境温度对变色程度有影响，高温条件下自由基扩散速率快，氧化反应更剧烈，同剂量下高温辐照变色程度大于常温条件。
不同聚碳酸酯原料品种、分子量、添加剂体系对辐照变色敏感性存在差异。高纯度聚碳酸酯因杂质含量少、分子链规整度高，耐辐照变色性能优于再生料或含紫外吸收剂、抗氧剂体系的材料。添加稳定剂、抗氧化剂可抑制辐照降解反应，但高剂量下仍无法彻底避免自由基生成及氧化产物聚集。
聚碳酸酯作为工程塑料，辐照环境下变色情况由辐照剂量、氧气浓度、温度、材料配方等多因素共同决定。5-10kGy剂量对材料性能和外观影响甚微，15-25 kGy为轻度变色区，30 kGy以上变色，超50kGy后光学性能和力学强度双双衰减，100 kGy剂量环境下脆化严重，色泽变为棕褐。