防辐射有机玻璃和凝胶玻璃的制备研究

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1、北京化工大学硕士学位论文防辐射有机玻璃和凝胶玻璃的制备研究姓名：胡艳巧申请学位级别：硕士专业：材料科学与工程指导教师：刘力20100603防辐射有机玻璃和凝胶玻璃的制备研究摘要本论文的研究工作主要分为两部分：第一部分为稀土／聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)有机玻璃的制备及其结构与性能的研究；第二部分为采用溶胶一凝胶法制备防辐射无机玻璃及其结构与性能的研究。第一部分主要成果如下：(1)首次采用原位反应法制备防辐射稀土／PMMA有机玻璃。研究了稀土／PMMA有机玻璃的合成工艺，考查了不同反应温度、物料配比等反应条件对有机玻璃成型外观的影响。结果表明

2、：采用先预聚合、后注模的本体聚合法制备稀土盐有机玻璃；预聚合温度为78．83℃；反应时间为20。60min；低温聚合5．7h；高温聚合lh，脱模即可得到透明的有机玻璃。(2)对稀土／PMMA有机玻璃进行了TEM、透光率、耐溶剂性、防辐射性能的测试。研究结果表明：稀土相在复合材料中分散均匀，粒径尺寸在40nm左右；当稀土盐含量低于20％时，稀土／PMMA玻璃的射线透光率均可达80％；稀土有机玻璃在丙酮溶剂中只发生溶胀，具有较好的耐溶剂性；在相同厚度的复合材料中，材料的屏蔽性能随着稀土含量的增加而增加。(3)对稀土盐玻璃和含铅玻璃在管电压40．

3、88kev的防辐射性能进行比较，结果显示，Sm(MMA)3／PMMA有机玻璃满足透光率且当管电压处于100kVp时，稀土盐玻璃的铅当量(0．01025)高于含铅玻璃(O．00945)，符合国家标准(O．01-4)．04)，说明在此能量范围内稀土北京化工大学硕士学位论文盐玻璃可替代含铅玻璃满足防辐射要求。第二部分主要成果如下：(1)研究了防辐射凝胶玻璃制备过程中的各种因素(酸度、溶剂、用水量、温度等)对玻璃成型外观的影响，确定了凝胶玻璃的配方和工艺条件。结果表明，制备凝胶玻璃需满足以下条件：在H20、TEOS、HN03、Gd(N03)3的混合

4、液中，H20／TEOS的摩尔比值为15．24；最佳PH值为3．4；最佳放置温度为300C．500C；陈化时间为30天以上。(2)对稀土盐凝胶玻璃进行了FT．IR、XRD和透光率测试。结果表明，凝胶玻璃中有Si和稀土Gd的存在，且当Gd(N03)3含量低于5％时凝胶玻璃的透光率达70％以上。关键词：射线屏蔽，甲基丙烯酸稀土盐，本体聚合，有机玻璃，溶胶一凝胶法，凝胶玻璃lISYNTHESISOFR(MAA)3／PMMACOMPOSITEFORX．RAYSHEILDINGANDSTUDYoFGELGLASSABSTRACTThisthesisin

5、cludestwoparts：(1)Preparationandproertiesofrare—earth／polyrnethylmethacrylate(PMMA)anti·radiationcomposites；(2)Anti-radiationinorganiccompositespreparedbysol—gdtechnology．Thefirstpartstudiedthepreparationofanti—radiationPMMAandtherelationsbetweenitsstructureandproperties．T

6、hemainresultsareasfollows：(1)Anti—radiationrare-earth／PMMAwaspreparedbyin—situpolymerization．Theprocessincludedafirststeppreplolymerizationandasecondstepbulkradicalfreepolymerizationinamould．AfterpolymerizedMMAunder78—83"Cfor20—60minfirst，puttheprepolymerizedagentsintothem

7、ouldfor5—7hnext，andthenpolymerizeditunderhighertemperature，transparentPMMAwouldbeattained．(2)Itisprovedthatthegraindiameterofrare—earthinthecompositeisabout40nmandthegrainiswell—distributethroughTEM，transmittance，solventresistanceandAnti—radiationresearchofrare-earth／PMMAs

8、yntheticglass．ThetransmittanceofthesesyntheticIII北京化工大学硕士学位论文glasscanallreachto80％whenthe