防氚渗透橡胶薄层材料的制备与表征

摘要

氚是核工业重要的原料之一，在核聚变能源、氚靶、氚发光源、放射性示踪和氚标记化合物等方面有着广泛的应用。同时氚也是具有放射性且渗透能力极强的昂贵氢同位素，氚的渗透既损害材料的使用性能，又可渗入人体造成内辐射伤害。氚防护橡胶手套是氚手套箱和氚防护服的重要组成部分，但也是氚渗透的薄弱环节之一，因此提高氚防护手套的阻氚渗透性能是重要的研究课题。 根据氚防护手套的生产工艺和性能要求，本文以溴化丁基橡胶为基体材料，通过胶乳涂布法制备了橡胶薄层材料。主要研究了橡胶原料、硫化助剂和无机填料的加工、配合和成型硫化工艺条件。并以氢气为渗透介质，测试了不同配方橡胶薄材的氢气渗透率，从而确定了阻隔性能较好的硫化橡胶材料的配方和加工工艺。 在乳化剂复配的基础上，采用溶液乳化法制备了溴化丁基胶乳和溴化丁基橡胶/酚醛树脂硫化剂复合胶乳。研究发现，采用同样的乳化剂配方和用量时，复合胶乳的产率更高。当油酸钾用量为5份、十二烷基苯磺酸钠用量为2．5份时，溴化丁基胶乳产率约为90％左右，而复合胶乳产率可达96．6％。另外也对复合胶乳的膏化浓缩工艺进行了研究。 采用胶乳涂布法制备出内部缺陷较少、氢气渗透率较低的溴化丁基橡胶薄层材料。开发出低温硫化配方并制备出渗透率极低的硫化橡胶，渗透率最低可达2．399×10-16cm3·cm/cm2·s·Pa。并研究了无机填料对硫化胶阻隔性能和力学性能的影响。同时结合一定分析手段测试和分析了产品的基本性能，确定了较佳的工艺路线的工艺参数。

目录

文摘

英文文摘

声明

1 绪论

1.1 引言

1.2 防氚渗透高分子材料研究概况

1.2.1防氚渗透高分子材料的基本性能要求

1.2.2防氚渗透高分子材料的选择

1.2.3防氚渗透高分子材料的应用

1.3 氚在高分子材料中的渗透率的计算和测试方法分类

1.3.1氚在高分子材料中的渗透行为和渗透率计算

1.3.2氚在高分子材料中渗透率的测试方法分类

1.4 橡胶硫化历程和硫化体系的研究概况

1.4.1橡胶的硫化历程研究

1.4.2橡胶的硫化体系和硫化促进剂的分类

1.4.3溴化丁基橡胶及其硫化机理探讨

1.5 人造胶乳

1.5.1胶乳的基本组成和丁基胶乳

1.5.2乳化剂的作用机理

1.5.3胶乳的涂布成膜

1.6 课题研究的背景目的和研究内容

1.6.1课题研究的背景目的及意义

1.6.2研究内容

2 溴化丁基胶乳的制备研究

2.1 引言

2.2 实验

2.2.1原料与设备

2.2.2溴化丁基胶乳的制备方法

2.3 测试方法

2.4 结果与讨论

2.4.1胶乳产率研究

2.4.2 BIIR/酚醛硫化树脂复合胶乳的膏化浓缩

2.4.3溴化丁基胶乳的成膜性能研究

2.4.4涂布成型橡胶膜片的吸水性能研究

2.5 小结

3 溴化丁基橡胶薄层材料的硫化与阻隔性能研究

3.1 引言

3.2 实验

3.2.1原料及设备

3.2.2溴化丁基橡胶膜片的制备

3.2.3硫化橡胶气体渗透速率和力学性能测试方法

3.3 结果与讨论

3.3.1溴化丁基橡胶硫化配方设计

3.3.2硫化橡胶的正硫化时间研究

3.3.3未硫化橡胶的氢气渗透性能研究

3.3.4硫化体系对溴化丁基橡胶的氢气渗透率的影响

3.4小结

4 无机填料对BIIR硫化胶性能的影响研究

4.1 引言

4.2 实验

4.2.1原料与设备

4.2.2溴化丁基橡胶复合材料的制备

4.3 结果分析与讨论

4.3.1无机填料对硫化胶氢气渗透速率的影响

4.3.2无机填料对硫化胶力学性能的影响

4.4 小结

结 论

致 谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文