无定型硼粉/硅橡胶复合材料的耐γ辐射老化性能

TL13; 在核医学、航空和航天等尖端领域中,高分子材料因长期暴露于电离辐射等极端环境而面临严峻挑战,对材料的服役可靠性提出了极高的要求,因此,提升高分子材料的耐辐射老化性能成为迫切需求.无定型硼粉(B)外层存在的空轨道能够提供一个与自由基相互作用的空轨道,并与辐照产生的自由基反应,从而保护高分子材料减少辐射损伤.本工作据此制备了无定型硼粉/硅橡胶(B/SR)复合材料,并通过系统研究辐照前后材料的机械、热学及交联密度等性能变化,深入探讨了B对硅橡胶耐辐射性能的影响.实验结果表明:B/SR0.3样品在吸收剂量为200 kGy时,其断裂伸长率保持率可维持在(49.4±3.1)％,而纯SR仅为(24...

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Published in辐射研究与辐射工艺学报 Vol. 42; no. 4; pp. 22 - 31
Main Authors 沈杭, 吴志豪, 林铭章
Format Journal Article
LanguageChinese
Published 中国科学技术大学核科学技术学院 合肥 230027 01.08.2024
Subjects
Radiation effects
自由基清除
辐射效应
硅橡胶
Free radical scavenging
无机纳米颗粒
Inorganic nanoparticles
Silicone rubber
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ISSN1000-3436
DOI10.11889/j.1000-3436.2024-0019

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Summary:TL13; 在核医学、航空和航天等尖端领域中,高分子材料因长期暴露于电离辐射等极端环境而面临严峻挑战,对材料的服役可靠性提出了极高的要求,因此,提升高分子材料的耐辐射老化性能成为迫切需求.无定型硼粉(B)外层存在的空轨道能够提供一个与自由基相互作用的空轨道,并与辐照产生的自由基反应,从而保护高分子材料减少辐射损伤.本工作据此制备了无定型硼粉/硅橡胶(B/SR)复合材料,并通过系统研究辐照前后材料的机械、热学及交联密度等性能变化,深入探讨了B对硅橡胶耐辐射性能的影响.实验结果表明:B/SR0.3样品在吸收剂量为200 kGy时,其断裂伸长率保持率可维持在(49.4±3.1)％,而纯SR仅为(24.7±2.7)％;0.3份B的加入使辐照后硅橡胶复合材料的初始分解温度从454.9 ℃提升至472.8 ℃,显著增强了硅橡胶在辐射环境中的热稳定性.同时采用紫外灯-电子顺磁共振(UV-EPR)谱仪进行实时测量,揭示了B可以有效清除辐照过程中硅橡胶复合材料内部产生的自由基.本研究为提升硅橡胶复合材料的耐辐射性能提供了有效策略,同时也为开发新型耐辐射高分子材料奠定了坚实基础.
ISSN:1000-3436
DOI:10.11889/j.1000-3436.2024-0019