环氧树脂/碳化硼复合材料耐辐射和热老化性能研究

本工作以环氧树脂为基体,碳化硼为中子吸收填料,采用高效的固化成型方法制备了环氧树脂/碳化硼复合屏蔽材料。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TGA)分析碳化硼含量对复合材料微观结构、固化程度和热稳定性的影响;通过辐照和热老化前后样品拉伸和冲击性能的测试探究了材料的辐射稳定性和热老化性能。实验结果表明:碳化硼粉体能均匀地分散在环氧树脂基体中;经过150℃不同时间的热老化测试和100 kGy辐照实验,复合材料的力学性能略有降低。采用SuperMC软件模拟计算了复合材料对热中子和慢中子的屏蔽性能,当复合材料厚度为5 mm时,复合材料对热中子和慢中子的屏蔽效率分别为99%和63%,此材料有望作为一种新型的屏蔽材料应用于乏燃料贮存罐中。

天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶辐射交联制备及其耐热空气老化性能

针对天然橡胶(NR)/三元乙丙橡胶(EPDM)并用胶共混效果不佳和耐老化性能较差的问题,本研究采用辐射交联技术制备了天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶,通过与热交联制备的并用胶对比,明确了辐射交联工艺对共混效果的促进作用。重点分析了NR/EPDM共混胶中生胶并用比和辐射交联等因素对老化前后并用胶力学性能的影响规律。热空气老化前,随着EPDM占比的增大,热交联样品的初始拉伸强度和伸长率曲线呈先降低后上升趋势,而辐射交联样品初始拉伸强度和伸长率呈线性下降趋势,说明辐照处理改善了EPDM/NR并用胶初始力学性能,辐射交联提高了NR和EPDM分子之间交联结构的完善性。热空气老化后,辐射交联样品的性能下降幅度小于热交联的样品,说明在热交联基础上,引入辐射技术可以提升辐射交联样品热老化后的伸长率保持率,尤其是在NR占比较大的情况下,辐射样品性能下降幅度能减小约50%。由此说明,利用辐射交联技术制备天然橡胶/三元乙丙橡胶并用胶具有比传统热硫化交联具有更好的耐热空气老化性能。

有机硅材料辐射加工技术进展

综述了有机硅材料辐射改性的研究进展。主要评述了辐射交联和辐射接枝技术在有机硅材料改性中的应用情况;介绍了辐射法制备POSS-聚合物复合材料的研究及SiC材料辐射制备技术的发展现状。

纳米碳材料及其聚合物复合材料的辐射加工

本文讨论了纳米碳材料的辐射效应,评述了纳米碳材料辐射改性的研究进展,并还介绍了辐射法制备纳米碳材料/聚合物复合材料的进展。

纳米材料辐射接枝改性的研究进展

纳米材料的辐射接枝改性是纳米材料辐射加工的一个重要研究方向。本文介绍了碳纳米管、石墨烯和纳米碳纤维辐射接枝改性的研究进展,并叙述了纳米二氧化硅辐射接枝改性的研究现状,最后还对纳米壳聚糖等纳米材料辐射接枝改性的研究现状作了介绍。

三元乙丙橡胶/天然橡胶共混胶的硫化剂用量与辐射吸收剂量优化

探讨了辐照交联技术应用在三元乙丙橡胶/天然橡胶共混胶中时硫化剂用量与辐射吸收剂量的优化设计问题。通过将硫化剂用量与辐射吸收剂量的组合形成不同的交联方案,对不同交联方案下共混胶性能的测试结果采用回归分析的方法得到硫化剂用量和辐射吸收剂量与100%定伸应力、拉伸强度和扯断伸长率的回归方程,根据回归方程通过可视化模拟作出直观的二维等高线图和三维曲面图,并经由优化交联组合方案对回归分析结果进行了验证。结果表明,硫化剂增量系数和辐射吸收剂量的增大都能使共混胶的弹性模量增大,导致其100%定伸应力呈增大趋势、扯断伸长率呈减小趋势;随着硫化剂用量和辐射吸收剂量的增大,拉伸强度表现为先增大然后逐渐减小。高硫化剂用量-低辐射吸收剂量方案适合于制备对模量和强度要求较高的橡胶材料,而低硫化剂用量-高辐射吸收剂量方案适合于对扯断伸长率和耐老化性能要求较高材料。

纳米碳材料的辐射改性及其应用进展

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。

聚合物电学材料的辐射加工技术进展

介绍了射线辐照对聚合物电性能的影响,并着重综述了辐射法制备聚合物导电材料、聚合物介电材料、聚合物基PTC材料及电致发光聚合物的研究进展。

防中子辐射及中子检测用碳化硼/聚合物复合材料的研究进展

碳化硼硬度高,化学稳定性好,因而常被用于制备聚合物基复合材料文中介绍了碳化硼/聚合物复合材料的制备方法,然后着重综述了碳化硼/聚合物复合材料在中子屏蔽和中子检测两方面的应用研究进展。

高分子基辐射防护材料研究进展

随着核工业和技术的快速发展,核安全受到日益广泛的关注,针对核辐射屏蔽材料的研究也越来越受到重视。相较于传统的屏蔽材料,高分子基辐射防护材料具有密度低、易成型等优点,成为目前科学研究的重点。本文首先介绍了X射线、γ射线和中子射线的特性和屏蔽机理,分别阐述了具有X射线、γ射线和中子防护功能的高分子基复合材料的研究进展,最后总结并展望了新型高分子基屏蔽材料的未来发展趋势。

新型多功能材料金属聚合物的研究进展

金属聚合物作为一种新型多功能材料而越来越受到人们的重视。本文综述了金属聚合物的合成及应用研究进展,特别介绍了金属聚合物用于电子材料、发光材料、传感器材料等方面的研究现状。

水溶液体系中氧化石墨烯的Y射线辐射还原

石墨烯是一种碳原子以二维蜂窝状晶格结构构成的单片层材料,由于其具有优异的电传导性、力学性能和热传导性近年来受到广泛关注.本文采用γ射线辐射技术分别处理水溶液和对苯二胺(PPD)水溶液中的氧化石墨烯(GO),得到辐照还原氧化石墨烯(RGO)和胺基化修饰的还原氧化石墨烯(RGON).通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)和热失重分析(TGA)等表征分析产物的化学结构和元素组成;通过四探针测试仪和接触角测量仪研究产物的导电性能和亲水性.实验结果表明,在水溶液及PPD水溶液中γ射线辐射均可高效还原GO,还原后得到的RGO和RGON电导率均显著增大.PPD的胺基在辐射还原过程中还可以修饰到石墨烯的表面,因此RGON的亲水性比RGO好,但胺基的存在会干扰石墨烯表面π电子的传导,导致其电导率下降.

B4C-PE复合材料中子屏蔽性能研究

利用252Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B4C含量B4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算.结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果明显好于聚乙烯.研究结果可为中子屏蔽材料研发和工程设计提供参考.

材料组合模式对中子屏蔽性能影响研究

在实验室中利用252Cf中子源的中子辐照装置产生快中子和热中子场,测试了相同材料的三种不同组合模式中子衰减倍数,利用MCNP软件进行模拟计算。结果表明:实验测试与模拟计算偏差小于5.0%,三种组合模式对快中子屏蔽性能影响不明显,而对热中子屏蔽性能的影响高达2~3倍。

聚氨酯自愈合材料的研究进展

聚氨酯自愈合材料是可以进行自我修复以恢复力学性能的一种功能聚氨酯材料。主要介绍了Diels-Alder化学方法、超分子化学方法、微胶囊化方法和光化学方法制备聚氨酯自愈合材料的研究进展。

天然橡胶辐射预硫化技术的应用研究

通过不同剂量地辐射预硫化天然橡胶混炼胶,获得了处理后的混炼胶及硫化胶各项性能变化规律。结果表明,辐射预硫化技术在提质降耗、提高高门尼胶料的生产速度和缩短热硫化时间等方面的应用成为可能。

新型超支化聚合物的合成及应用研究进展

主要介绍了含特殊结构基元的超支化聚合物和超分子超支化聚合物的合成方法,并综述了这些新型超支化聚合物在生物医学材料、光学材料、电学材料方面的应用研究进展。

形状记忆聚合物泡沫材料的研究进展

形状记忆聚合物作为一类极其重要的形状记忆材料在航天航空、生物医学、电力电子、包装、智能控制系统等领域具有广泛的应用。介绍了形状记忆聚合物泡沫的研究概况,然后综述了环氧、聚氨酯及生物降解聚合物形状记忆泡沫的研究进展。

氮-磷系无卤阻燃剂对EPDM密封材料性能的影响

采用均匀设计方法和回归分析方法,研究了将氮-磷系无卤阻燃剂组合MCA-15/ADP1000应用于EPDM密封材料中,无卤阻燃剂MCA-15和ADP1000用量对氧指数、拉伸强度、拉断伸长率和压缩永久变形等性能回归方程的影响;再根据回归方程通过可视化模拟做出直观的二维等高线图和三维曲面图,并对MCA-15和ADP1000两者用量对EPDM密封材料性能的影响进行分析。结果表明,ADP1000用量对氧指数影响比MCA-15大,ADP1000的最佳用量范围为16~24份,MCA-15最佳用量应大于8份;随着MCA-15和ADP1000用量增加,拉伸强度和拉断伸长率均呈下降趋势;压缩永久变形也随着MCA-15和ADP1000用量增加,均呈增大趋势。

低介电常数聚合物材料的研究进展

论述了低介电常数聚合物材料的研究进展,着重介绍了聚酰亚胺、聚苯并恶嗪、聚硅氧烷、聚酰胺等低介电常数聚合物的研究状况。