Спосіб одержання крупноблочних пластмасових сцинтиляторів

л СОЮЗ СОВЕТСНИХ СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК - (19) SIL 1460968 99 А1 (51)$* С 08 F 212/06, 220/14, С 09 К 11/06//G 01 Т 1/20 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ ПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4118424/23-05 (22) 09.09.86 (72) В.Б.Битеман, В.Г.Сенчишин, Ю.М.Галич и Н.И.Воронкина (53) 768.744 (088.8) (56) Патент ПНР № 100719, кл. С 08 F 2/44, опублик. 1979. Авторское свидетельство СССР № 1230182, кл. G 01 Т 1/20, 1985. (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРУПНОБЛОЧНЫХ ПЛАСТМАССОВЫХ СЦИНТИЯПЯТОРОВ (57) Изобретение относится к химии и технологии полимеров и может быть использовано в дозиметрии ионизирующих излучений. Изобретение позволяет получать крупноблочные пластмассовые сцинтилляторы с повышенной восстанав Ї Изобретение относится к химии и технологии полимеров, а именно к способу получения крупноблочных пластмассовых сцинтилляторов, и может быть использовано для регистрации и дозиметрии ионизирующих излучений. Целью изобретения является увеличение восстанавливаемости светового выхода сцинтилляторов., снижение количества остаточного мономера и ускорение процесса. При выполнении способа в качестве лгаминесцирующих добавок можно использовать любые соединения, применяемые для этих целей: п-терфенил (РТ), 2,5дифенилоксазол (РРО), 2,5-дифенил1,3,4-оксадиаэол (РРД), 2~фенил-5(4-бифенил)-1,3,4-оксадиазол (РВД), п-бис 2-(5-фенилоксазолил)бензол (РОРОР), трифенилбутадиен (ТФБ), ди7-89 I' о ливаемостью светового выхода, пониженным количеством остаточного мономера и ускорить процесс, что достигается двухстадийной радикальной сополимеризацией смеси винилароматическйх или виниловых сополимеров, люминесцирующих добавок, наполнителя и 0,10,5 мас.% от смеси модификатора - одноосновной органической насыщенной кислоты, выбранной из группы, состоящей из каприловой, ундекановой, тридекановой, пальмитиновой, стеариновой, каприновой и нонадекановой кислот, й также проведением стадии дополимеризации смеси до твердого состояния нагреванием при 140-200 С в течение 15-50 ч. 1 табл. (Л с фенилстильбен (ДФС), трифенилпнразолин (ТФП), 1,4-бис-2-(4-метил-5-фенилоксазолнл)бензол (ТОРОТ) и другие, В утяжелегшых пластмассовых сцинтилляторах могут быть использованы растворимые в полимере соединения, содержащие олово, свинец, ртуть, бром и другие элементы. Например, в качестве утяжелителей можно использовать дийодобензол, трибутилоловокапронат, трифенил-п-этилфенилсвинец и другие. Концентрация люминесцнрующих добавок и утяжелителей выбирают в зависимости от требований, предъявляемых к сцинтилляторам. Б качестве модификатора может быть использована кислота, поглощающая свет в области 200-250 нм и не влияющая на перенос энергии от основы к люминесцетной добавке, выбран О СО 00 1460968 сравнению с прототипом она увеличи- ( ное из группы, состоящей иэ капрнлолась в 1,4 раза. Для получения сцинвой, каприновой, ундекановой, тридетиллятора потребовалось 62 ч, а для кановой, пальмитиновой, стеариновой получения сцинтиллятора по прототии нанодекановой кислот. пу - 142 ч, т.е. производительность П р и м е р 1, В Форму из нержаоборудования увеличивается в 2,3 равеющей стали размером 750 к 500 * 30 мм за. заливают 20 кг раствора стирола, содержащего 1% РРД, 0,01% ТФБ и 0,17= Данные по примерам 2-29 приведены пальмитиновой кислоты. Форму помеща- 10 в таблице. ' ют в термостат и выдерживают 12 ч при 70°С, затем температуру повышают Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я до 140°С и при этой температуре выдерживают еще 50 ч. После этого фор15 Способ получения крупноблочных му извлекают из термостата. пластмассовых сцинтилляторов путем Выходные данные полученного сцинрадикальной (со)полимеризации смеси тиллятора. Световой выход его составвиниловых . (со)мономеров, люминеси ляет 100% по отношению к сцинтнллятоцирующих добавок, наполнителя и модиру по прототипу такого же состава, но без кислоты. Количество остаточ- 2о фикатора при нагревании при 60-80 "Х в течение 10-15 ч и последующей доного мономера составляет 0,9%, а в полимеризации форполимера, о т л и сцинтилляторе по прототипу - 1,3%. ч а ю щ и й с я тем, что, с целью Термостабильность сцинтиллятора хаувеличения восстанавливаемости сверактеризуется временем (£), в течение которого световой выход уменьша- 25 тового выхода сцинтилляторов, снижения количества остаточного мономера ется на 10% при 65°С. Термостабильи ускорения процесса, в качестве моность предлагаемого сцинтиллятора дификатора используют 0,1-0,5% от 25 сут, а в сцинтилляторе по прототинассы смеси одноосновной насыщенной пу 18 сут (т.е. термостабильность увеличивается в 1,4 раза). Восстанав- зо органической кислоты, выбранной из ливаемость светового выхода (%) сцингруппы, состоящей из каприловои, каптиллятора определяется по восстановриновой, ундекановой, тридекановой, лению светового выхода через 6 мес пальмитиновой, стеариновой и нонадепосле облучения j" -источником & ° Со кановой кислот, а дополимеризацию при дозе 12 кГр. Для предлагаемго форполимера до твердого состояния 35 осуществляют нагреванием при 140 сцинтиллятора восстанавливаемость 70%, для прототипа - 50%, т.е. по 200°С в течение 15-50 ч. Пример Состав сцинтиллятора, люминесцнрующие добавки конт. ' Кислота, Световой выход по отношению к прототипу того же состава, % Концентрация остаточного мономера, % Пальмитиновая 0,1 100 0.9 25 70 62 70"С 12 ч 140е С 50 ч 100 1.3 18 * 50 142 70°С 12 ч 150°С 80 ч Отжиг 50 ч 2-я основа 2 Утяжелитель, % Полистирол 97,89* РРД 1.0 Полистирол 97,99 РРД 1,0 • ТФБ 0,01 ТФВ 0,01 Термостабильность, сутки Восстанавливаемость светового выхода, % Время, необходимое для по- * лучения сцинтиллятора,ч * 4 Полистирол 97,451 РТ 2,0 5 контроль Полистирол РТ 2,0 "б РОРОР 0,05 . РВД 1,0 ТОРОТ 0,5 Полнвиннлтолуол РВД t,o Поливинил ксилол 94,501 РРО 5,0 • ДФС 0.1 9 конт. Поливинил ксилол РРО* 5,0 10 Полистирол 59,80Z РРО 40 ТФП 0.1 Полистирол 59,902 РРО 40 ТФП 0,1 11 конт. Нанодекановая 0,4 Ундекановая 0,1 40 60 65 60°С 15 ч 140вС 50 ч 1,3 18 50 145 60°С 15 ч 150е С 80 ч Отжиг 50 ч 100 0,7 40 1,1 22 100 0,6 100 ДФС 0,1 8 0,8 100 ТОРОТ 0,5 7 конт. Каприловая 0,3 100 100 Стеаринов вая 0,5 РОРОР 0,05 Поливинилтолуол 98,40% Режим полимеризации 100 80 50 80°С 10 ч t60 e C 40 ч 50 150 50 80 25 809С 10 ч 160е С 80 ч Отжиг 60 ч 70°С 10 ч 200°С 15 ч 1.0 24 50 112 0,75 30 70 ' 60 У 100 1.25 15 5(У 145 70°С 12 ч 200°С 40 ч Отжиг 60 ч 60°С 15 ч 150вС 45 ч е 60 С 15 ч 150°С 80 ч Отжиг 50 ч ээ Прсщолженн е Пример Состав сішнтшілятора. люминесцнрующне добавки 12 13 сравн. 13 Стйролметилметакридат (6:4) FT 2,0 Стиролметилмета'I крилат (6:4) Винилксилол (4:6) РТ 2,0 РОРОР 0,1 16 контр. 17 18 контр. 19 20 сравн. РВД 3,5 Каприновая . ХФБ 0,5 . Стеариновая _ ||_ РРО 20. РОРОР 0,1 Стирол 78,90% _и_ —— • ' Вищшксилол 77,60% РТ 2,0 ' РОРОР 0,1 Винилксилол 77,9ОЖ —— —"— Стирол . 39,70% РРО 10 ТФБ Стирол 39,90% Концентрация остаточного мономера, X ои Дийодобензол 1,0 Нанодекановая 0,5 ста— бильность, сутки Восстанавливаемость светового выхода» X 60 1,3 18 50 150 0,6 50 70 гг 100 . 24 0,9 50 40 90 65 50 145 50 100 0,7 40 80 100 Трифенил п- Тридеканоэтилфенил вая 0,2 Свинец 50 112 18 100 Трибутил- Ундекановая олово0,3 • капронат 20 Время, необходимое для получения сцинтиллятора,ч 70 0,9 100 Термо 25 100 100 Стирол 78,40% н Световой выход по отношению к прототипу того же состава» X 100 РОРОР 0,1 14 сравн. 15 Кислота. Z 2-я 1-я основа Утяжелит' 1,1 22 50 100 0,9 25 70 100 1,3 ' 18 50 таблицы Режим полинернза-** ции 80° С 10 ч 140е С 50 ч . бОвС 10 ч 160е С 80 ч Отжиг 60 ч 80*С 12 ч 200°С 15 ч 70*0 12 ч 200° С 40 ч Отжиг 60 ч 60 в С 15 ч "НО 0 С 50 ч £ S cS 6О°С 15 ч 150° С 80 ч Отжиг 50 ч 70вС 10 ч 180*0 40 ч 03 137 / 60 142 60°С 12 ч 180° С 65 ч Отжиг 60 ч 70°С 10 ч 140е С ЪО ч 70°С 12 ч 150'С 80 ч Продолжение таблицы" Пример основа 21 контр, Утяжелитель, I Состав сцинтиллятора, люминесцирующие добавки Стирол 1-я РТ 2.0 22 Стирол сравн. Кислота, % 2-я Световой выход по отношению к прототипу того же состава, % Концен- Термотрация стаоста^ильточного ность, мономе- сутки ра, % Восстанавливаемость светового выхода, % РОРОР 0,1 _!_ _! Стеариновая 0,05% 100 1,3 18 65 — 100 1,3 . 18 145 Нанодекано— вая 0,6Z 100 0,7 40 50 100 .1 > 1 22 110 23 Стирол контр. РРД 2,0 ТФБ 24 Стирол сравн. -"г —'_ Вйншьтолуол Винилтолуол РТ 2.0 —'— РОРОР 0,1 —'*— Стиролметилметакрилат (6:4) РТ 2,0' РОРОР ои 0,4 28 ' Винилсравн. ксилол РТ 2.0 РОРОР 0,1 Каприновая . 29 Стирол сравн. РТ 1,0 . РОРОР 0,05 25 26 27 Время, необходимое для получения сцинтил— лятора.ч _ 100 1,0 24 22 100 Ундекановая 1,0 24 110 100 0,9 25 70 100' 1,3 . іа 65 100 1,3 • 18 0,3 • Каприновая 0,5 Термостабильность определена нагреванием образцов в воздушной камере тепла КТ04-30 до 6S a C. 50 100 Режим полимериза ции 90° С 15 ч 140°С 50 ч Отжиг 50 ч 90 й С 15 ч 150°С 80 ч Отжиг 50 ч 80°С 10 ч ' 160°С 40 ч' 80°С 10 ч 16О°С 40 ч Отжиг 60 ч 80° С 10 ч 200°С 12 ч 80°С 10 ч 200°С 40 ч Отжиг 60 ч 80°С 10 ч 140°С 60 ч 60°С 15 ч 150°С 50 ч Отжиг 50 ч 140°С 50 ч Отжиг 50 ч 1460968 Редактор Л.Лашкова Составителе В.Полякова Техред Л.Сердюкова Корректор Г.Решетник Заказ 228/ДСП Тираж 231 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,101