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用于坦克、装甲车上的防辐射塑料简介
防辐射塑料是指对核辐射产生的中子、γ射线等具有防护效果的塑料。这种防辐射塑料有两种类型:一种是塑料本身就耐辐
Tue Nov 13 00:00:00 CST 2018 工程塑料应用

防辐射塑料是指对核辐射产生的中子、γ射线等具有防护效果的塑料。这种防辐射塑料有两种类型:一种是塑料本身就耐辐射;另一种是复合型防辐射塑料,是通过向塑料中添加其它化合物或元素使之耐辐射。通常是两者相互配合来开发性能更为优良的防辐射材料。

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技术路线

使用的塑料应具备含氢量高、加工性能好、无毒、原料来源充足、价格便宜等。可供使用的塑料有聚乙烯、聚丙烯、聚酰胺、聚氨酯、乙酸乙烯-氯乙烯共聚物等热塑性塑料及酚醛、环氧树脂、不饱和聚酯等热固性塑料。


为了提高其强度,可用玻璃纤维、碳纤维等增强,但最好用含氢量高的有机纤维,如芳酰胺纤维。氢原子能阻滞快中子和中速中子,而且不产生γ射线二次效应。


防辐射塑料中必须填充重元素和具有大吸收截面的元素等作填料。重元素用于阻滞快中子,而界面大的元素寄能阻滞快中子,又能吸收慢中子,且不释放γ量子。常用的重元素有铅、钨、铁、钍、钡等。常用作中子吸收剂的大截面元素有锂-6,硼-10、镉及其化合物或合金。


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成型方法

其成型方法与一般塑料的成型方法大体相同。添加粒状填料(中子吸收剂等)的热塑性塑料通常采用注射、挤出、压延等方法;添加短切纤维的热塑性塑料亦可采用注射、挤出、压延等方法成型,亦可采用注射成型。添加长纤维是,通常采用(干、湿)缠绕成型法。具体有成型方法和工艺条件应根据塑料的机械、物理特性、设备条件及生产规模来确定。

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性能


通过对各种塑料耐γ射线和原子反应堆辐射的研究,并根据其实用性,确定了各种塑料在辐射环境下的使用极限。聚苯醚、聚乙烯咔唑、聚苯乙烯等的耐辐射性最好;耐热性塑料含有芳香环,所以这类塑料的耐辐射性优于脂肪族的塑料。经在空气中辐射电子束(2MeV  5 kGy/s)证明,聚酰亚胺、聚醚酮具有良好的耐辐射性。


 加入稳定剂能起到能量转移剂的作用,加入后可使塑料的耐辐射性提高几倍至几十倍。


此外,通过对聚合物改性,也能提高耐辐射性。如在聚乙烯上接枝苊烯时,接枝的苊烯可起到吸收激发能的作用。


军事防御用的防辐射塑料要求性能更高,因为不仅要考虑和辐射防护问题,还应防常规武器。在这情况下,采用符合形式,如钢/ERP/钢/塑料、ERP/金属/陶瓷、丁基橡胶/钢/聚氨酯(聚乙烯)/钢/聚氯乙烯等,并在塑料或橡胶中还要填充钨、钍、铁、钡等重元素或硼、锂、碳黑等填料。


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应用

该塑料在军事方面可制作复合装甲或衬板,用于坦克、装甲车的防护。还可用于活动的核反应堆、核潜艇和民用防护工程,也是宇宙开发、通讯卫星、和平利用原子能(原子能发电、电子束加速器等)以及医疗、食品领域不可缺少的材料。


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