Полімерна композиція для захисту від рентгенівського випромінювання

Полімерна композиція для захисту від рентгенівського випромінювання, яка містить полімерне зв'язуюче і наповнювач, яка відрізняється тим, що як зв'язуюче містить полімер, обраний з групи поліуретанів або поліефірів (термоеластопластичний поліуретан, термопластична поліуретансечовина або поліетилентерефталат), а як наповнювач - оксид заліза і додатково містить поверхневоактивну речовину (натрієва сіль алкілсульфонової кислоти) і розчинник (диметилформамід або нітробензол) при такому співвідношенні комкомпонентів (мас ч ) високомолекулярне зв'язуюче 100, наповнювач 20 - 70, поверхнево-активна речовина 0,1 -0,2, розчинник 1 - 40 Винахід відноситься до області хімії високомолекулярних сполук, конкретно до композицій на основі високомолекулярних сполук (ВМС) з доданням неорганічних і органічних наповнювачів і призначений для виготовлення виробів і конструкцій для індивідуального та колективного захисту персоналу та цивільного населення від проникаючого рентгенівського і у-випромінювання при роботах на атомних електростанціях, атомних об'єктах, що знімаються з експлуатації, в медичних та наукових закладах, на військових об'єктах, а також в процесі ліквідації техногенних аварій порошком гуми [31 Композицію одержують шляхом змішування синтетичного або натурального каучуків із свинцевим порошком з подальшим ХІМІЧНИМ зшиванням Відомо, ЩО процес виготовлення композиції за прототипом складається з таких операцій 1 - суміщення на вальцях вихідного ЛІНІЙНОГО каучука з порошкоподібним свинцем і зшиваючим агентом, наприклад, порошкоподібною сіркою, 2 хімічне зшивання композиції при температурах 160 - 180°С з наданням їй певних форм Коефіцієнт ослаблення цієї композиції знаходиться в інтервалі 4 - 100см2/г і змінюється за експоненційним законом для енергії падаючого випромінювання в межах 0 1 - 0 5МеВ, що задовольняє вимогам захисту [3] Однак технологічний процес виготовлення та переробки композиції за прототипом недосконалий, оскільки супроводжується виділенням газоподібних продуктов (низькомолекулярних компонентів каучука, парів свинцю, оксидів сірки), що обумовлює необхідність операцій по уловлюванню ВІДОМІ КОМПОЗИЦІЇ ДЛЯ захисту від рентгенівсь кого випромінювання на основі вулканізованого каучука, наповненого свинцевим порошком [1, 2] Вироби з таких композицій - плащі, фартухи, бахіли, галоші, щитки, килимки і т п - мають коефіцієнт ослаблення випромінювання в інтервалі 4 100см2/г Прототипом пропонованого винаходу є полімерна композиція на основі наповненої свинцевим О СО (О CD CO Ю 53663 на потужність 2кВт) Розміри щілини Соллера 1 х 0,1см (S = 0,1см2) [4] Приклад 1 В ємність до попередньо затертої суміші, що містить 20,0 мас ч наповнювача Fe2O3, 0,1 мас ч ПАР и 10,0 мас ч ДМФА, при безперервному перемішуванні додають порціями 100,0 мас ч ТЕПУ в 20,0 мас ч, ДМФА і для повного суміщення інгредієнтів перемішують 4 ± 1год при кімнатній температурі Композицію дегазують при залишковому тиску 1 ,ЗкПа, виливають на тефлонову підложку і сушать 7 ± 1год при температурі 18 - 25°С пізніше при 60°С - 2год Парогазову суміш, що утворюється при сушці полімерної композиції, охолоджують до кімнатної температури, сконденсований розчинник очищують і знову запускають у виробництво Подібний процес застосовують у всіх ЩІЛЬНІСТЬ композиції) наведених прикладах Таким чином навколишнє середовище не забруднюється, а також досягаПоставлене завдання вирішується тим, що поється певна економія розчинника Одержана комлімерна композиція, яка містить полімерне зв'язупозиція має масовий коефіцієнт ослаблення р/р юче і наповнювач, згідно пропонованого виноходу, 110см2/г, що перевищує значення для зразка поріяк зв'язуюче містить полімер, обраний з групи повняння, але має істотно меншу ЩІЛЬНІСТЬ ліуретанів або поліефірів (термоеласто(2,01 г/см3) Аналогічно одержують полімерну компластичний поліуретан (ТЕПУ), термопластична позицію №8К, яка містить 100 мас ч ТЕПУ, 0,1 поліуретансечовина (ТПУС) або поліетилентерефмас ч ДМФА і 0,2 мас ч ПАР Характеристики талат (ПЕТФ), а як наповнювач - оксид заліза і композиції на основі ТЕПУ, що не містить наповдодатково ПАР (натрієва сіль алкілсульфонової нювача, наведено в таблиці Приклад 2 В ємність кислоти) і розчинник (диметилформамід (ДМФА) до попередньо затертої суміші, що містить 30,0 або нітробензол (НБз) при такому співвідношенні мас ч наповнювача РегОз, 0,15 мас ч ПАР і 15,0 компонентів (мас ч ) високомолекулярне зв'язуюмас ч ДМФА, при безперервному перемішуванні че - 100, наповнювач - 20 - 70, ПАР - 0,1 - 0,2, роздодають порціями 100,0 мас ч подрібнених ВІДчинник -1 - 40 ХОДІВ ТЕПУ в 20,0 мас ч ДМФА і для повного суЯк високомолекулярне зв'язуюче використоміщення інгредієнтів перемішують 4 ± 1год при вують термоеласто-пластичний поліуретан (ТЕПУ) кімнатній температурі Композицію дегазують при - наприклад, ТЕПУ, одержаний на основі ОЛІГООКСІі залишковому тиску 1 ,ЗкПа, виливають на тефлотетраметиленгліколю (мол маса 1000), 4,4 нову підложку і сушать 1 ± 1год при температурі 18 дифенілметандіїзоціанату і 1,4-бутандюлу для виготовлення еластичних плівкотвірних полімер- 25°С, далі при 60°С - 2год Характеристики комних матеріалів, позиції наведено в таблиці Приклад З В ємність, що містить 40 мас ч наповнювача РегОз, при без- термопластичну поліуретансечовину (ТПУС) перервному перемішуванні вноситься суміш 0,15 - наприклад, ТПУС, одержану на основі олігобутимас ч ПАР і 1 мас ч ДМФА і процес затирання ленглікольадипінату (мол маса 2000), 4,4'суміші триває протягом 3 год В затерту суміш при дифенілметанднзоціанату і 3,3'-дихлор-4,4'безперервному перемішуванні порціями вводиться діамінодифенілметану для виготовлення плит з 100 мас ч порошкоподібного ТЕПУ Перемішану полімерних композитів, таким чином протягом 4 ± 1 год суміш дегазують - поліетилентерефталат (ПЕТФ), марка 030110 при залишковому тиску 1 ,ЗкПа і з одержаної ком- ливарний для виготовлення конструкційних мапозиції при температурі 120° пресують зразки нетеріалів (KM) обхідної форми та розмірів Характеристики комЯк наповнювач використовують РегОз - оксид позиції наведено в таблиці Приклад 4 В ємність, заліза, порошок теракотового кольору з розміром що містить 50 мас ч нагюнювача РегОз, при безчастинок ~ бОмкм, ЩІЛЬНІСТЬ 5,25Г/СМ3, Т ТОПЛ перервному перемішуванні вводиться суміш 0,15 1870°С (розкладається) мас ч ПАР і 1 мас ч ДМФА і процес затирання Як поверхневоактивну речовину використовусуміші триває протягом 3 год В затерту суміш при ють натрієву сіль алкілсульфонової кислоти (ПАР), безперервному перемішуванні порціями вводиться торгова марка "Сульфонат-порошок", формула 100 мас ч порошкоподібної ТПУС Перемішану (CnH2n+iCmH2m+i)SHSO3Na, де n+m 11 - 17, с в %, таким чином протягом 4 ± 1год суміш дегазують ОВ-90, NaCI - 7, вуглеводнів (що не піддаються при залишковому тиску 1 ,ЗкПа і з одержаної комомиленню) - 2, Fe - 0,01, ЗОВНІШНІЙ ВИГЛЯД - білий позиції при температурі 90° пресують зразки необпорошок, добре розчинний в диметилформамід і, хідної форми та розмірів Аналогічно одержують дистильованій воді, добрий піноутворювач композицію №9К Композиція на основі ТПУС, що Як розчинник використовують диметилфорне містить наповнювача, має масовий коефіцієнт мамід (ДМФА) або нітробензол (НБз) ослаблення 4,7см2/г Характеристики композицій Як джерело рентгенівських променів для винаведено в таблиці значення коефіцієнту ослаблення пропонованих композицій використовують рентгенівський дифраПриклад 5 В ємність, що містить 60 мас ч, ктометр КРМ-1 з мідним або залізним катодом з наповнювача РегОз, при безперервному перемінапругою на аноді 50кВ і струмом 40мА (електричшуванні вводиться суміш 0,15 мас ч ПАР і 1 мас і нейтралізації вказаних продуктів Оскільки свинець є токсичною речовиною, видалення його з повсякденного контакту з людиною дуже актуальне Крім того, вироби із просвинцьованої гуми важкі й незручні в роботі, вони непридатні до вторинної переробки, а захоронення відпрацьованих виробів збільшує екологічне забруднення навколишнього середовища Завданням пропонованого винаходу с створення полімерної композиції для захисту від рентгенівського випромінювання, з високим рівнем технологічності і екологічної чистоти процесу, яка задовольняє вимогам захисту від рентгенівського випромінювання з енергією 0,1 - 0,5МеВ, дозволяє багаторазово переробляти як вироби, так і відходи виробництва, зменшує вагу виробів (знижена 53663 ч ДМФА і процес затирання суміші триває протяристовують переважно КОМПОЗИЦІЙНІ ПЛІВКОВІ магом 3 год В затерту суміш при безперервному петеріали, то при досягненні вмісту 40 - 70 масч реміпгуванні порціями вводиться 100 мас ч подрінаповнювача ці матеріали використовують перебнених ВІДХОДІВ ТПУС Перемішану таким чином важно як конструкційні протягом 4 ± 1год суміш дегазують при залишкоЗ метою оцінки меж застосування даних полівому тиску 1,ЗкПа і з одержаної композиції при мерних композицій залежно від енергії рентгенівтемпературі 90° пресують зразки необхідної форського випромінювання було проведено випробуми та розмірів Характеристики композиції наведевання композиції №7 на Cs 137 джерелі уно в таблиці Приклад 6 В ємність, що містить 50 випромінювання (енергія джерела 0,515МеВ (94%) мас ч наповнювача РегОз, при безперервному + 1,173МеВ (5%)) с МЕД 45мр/год На відстані їм перемішуванні вводиться суміш 0,15 мас ч ПАР і джерело має потужність 1,21мр/год, композиція 1 мас ч НБз, і процес затирання суміші триває №7 у вигляді пластинки розміром 4 х 4 х 0,5см протягом 3 год В затерту суміш при безперервноослабляла випромінювання до 1,17мр/год, що в му перемішуванні порціями вводиться 100 мас ч перерахунку на товщину зразка в 1см дає значенпорошкоподібного ПЕТФ Перемішану протягом 4 ня р/р ~ 0,1см2/г, що, як видно з роботи [5], пере± 1год суміш дегазують при залишковому тиску вищує значення коефіцієнта ослаблення для ме1,ЗкПа і з одержаної таким чином композиції при талів Fe, Cu температурах 180 - 200°С пресують зразки необЦитована література хідної форми та розмірів Аналогічно одержують 1 ГОСТ 12 4 073-79, "Ткани для спецодежды и композицію №10К Характеристики композицій средств защиты рук Номенклатура показателей наведено в таблиці качества» - М Государственный комитет по станПриклад 7 В ємність, що містить 70 мас ч надартам повнювача Fe2O3, при безперервному перемішу2 ГОСТ 9 701-79, "Резины Метод испытаний ванні вводиться суміш 0,15 масч ПАР і 1 масч на стойкость к радиационному старению» - М НБз, і процес затирання суміші триває протягом Государственный комитет по стандартам Згод В затерту суміш при безперервному перемі3 Натансон Э М , Ульберг З Р «Коллоидные шуванні порціями вводиться 100 масч подрібнеметаллы и металлополимеры» - К «Наукова думних ВІДХОДІВ ПЕТФ Перемішану протягом 4 ± 1 год ка», 1971 -С 239-241 суміш дегазують при залишковому тиску 1 ,ЗкПа і з 4 Миркин Л И Справочник по рентгенострукодержаної таким чином композиції при температутурному анализу поликристаллов - М Государстрах 180 - 200°С пресують зразки необхідної форми венное издательство физ-мат литературы 1961 і розмірів Характеристики композиції наведено в С 43,47-55 таблиці 5 Лейпунский О И , Новожилов Б В , Сахаров З таблиці видно, що збільшення вмісту у комГ Н Распространение у-квантов в веществе - М позиції наповнювача Fe2O3 приводить до зростанГосударственное издательство физ-мат литераня її ЩІЛЬНОСТІ і коефіцієнту ослаблення рентгенівтуры 1960 -С 177-178 ських променів (пропорцюнальна залежність) Якщо при в МІСТІ наповнювача 20 - ЗО масч викоТаблиця Склад полімерних композицій Приклад 1 2 3 4 5 6 7 8К 9К 10К 11К 12 ТЕПУ масч ТПУС масч 100 100 100 100 100 100 100 5 ПЕТФ масч Наповнювач масч 20 30 40 50 60 100 50 100 70 100 95 Зразок прототипу Розчинник мас ч 30 35 1 1 1 1 1 0,1 0,1 0,1 1 ПАР мае ч 0,1 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,15 0,2 0,25 0,3 0,1 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)236 - 47 - 24 Масовий коеф ослаблення, см2/г 110 143 174 197 284 201 361 4,7 4,7 5,1 947 108 ЩІЛЬНІСТЬ, г/см3 2,01 2,41 2,82 3,22 3,62 3,35 4,11 1,2 1,2 1,46 5,24 7,28