改性纳米钐/铋/乙烯基酯辐射屏蔽复合材料的制备及性能验证

面对现代辐射防护提出的轻量化和无铅化要求，聚合物基屏蔽材料愈发受到重视。本文将改性后的纳米氧化钐（nanoSm2O3）和纳米氧化铋（nanoBi2O3）作为屏蔽填料，通过原位聚合法制备了改性纳米钐/铋/乙烯基酯辐射屏蔽复合材料（M-nanoSm2O3/M-nanoBi2O3/vinyl ester, SBV）。采用红外光谱和X射线衍射对改性前后的纳米填料进行了表征，通过热重分析、力学性能测试、断面扫描及伽马射线和热中子屏蔽性能测试研究了填料含量对复合材料性能的影响。结果表明，添加改性纳米填料能够显著增强复合材料的热稳定性能和屏蔽性能，但过量添加会严重破坏复合材料的力学性能。综合考虑，掺杂量为30 wt%时，复合材料综合性能最佳，兼并无铅、低比重和高屏蔽性能的特点，有望成为应用于混合辐射场中的屏蔽材料。