无定型硼粉/硅橡胶复合材料的耐γ辐射老化性能

作     者：沈杭 吴志豪 林铭章 SHEN Hang;WU Zhihao;LIN Mingzhang

作者机构：中国科学技术大学核科学技术学院 

出 版 物：《辐射研究与辐射工艺学报》 (Journal of Radiation Research and Radiation Processing)

年 卷 期：2024年第42卷第04期

页      面：26-35页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 

基　　金：国家自然科学基金(22276180)资助~~ 

主　　题：硅橡胶 辐射效应 无机纳米颗粒 自由基清除 

摘      要：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。