γ射線輻射制備交聯(lián)聚苯乙烯材料及其性能研究.pdf

1、隨著我國高功率脈沖技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，大型真空高功率脈沖裝置在國防軍工、尖端科研等領(lǐng)域的應(yīng)用日益廣泛。絕緣堆是脈沖裝置中的重要部件，其耐壓性能的大小直接決定了設(shè)備的工作范圍。交聯(lián)聚苯乙烯材料是當(dāng)前國際上用于絕緣堆的首選材料，但國內(nèi)現(xiàn)有的制備工藝尚不成熟，存在成品率低、材料性能欠佳等問題，亟待改進(jìn)。
　　本文以苯乙烯（St）為單體，過氧化苯甲酰（BPO）為引發(fā)劑進(jìn)行預(yù)聚合，制備出聚苯乙烯線性預(yù)聚體。再將其與交聯(lián)劑二乙烯基苯（DVB）

2、按一定的比例混合，在γ射線的輻射下完成體系的交聯(lián)共聚，制備出交聯(lián)聚苯乙烯材料。通過測試材料的固化放熱，分析聚合體系在輻射初期的反應(yīng)進(jìn)程；采用掃描電鏡、紅外光譜等測試，研究輻射對材料結(jié)構(gòu)的影響；根據(jù)材料的靜態(tài)力學(xué)性能、動態(tài)力學(xué)性能、熱性能、介電性能以及真空沿面閃絡(luò)性能的變化，探索輻射劑量、輻射劑量率和交聯(lián)劑含量等參數(shù)對材料性能的影響。
　　研究結(jié)果表明：在γ射線輻射初期，聚苯乙烯線性預(yù)聚體體系的聚合反應(yīng)進(jìn)程符合純苯乙烯輻射聚合的反應(yīng)

3、動力學(xué)，體系轉(zhuǎn)化率隨輻射劑量的增加線性提高；相比于熱聚合的樣品，采用γ射線輻射制備的交聯(lián)聚苯乙烯材料具有更好的結(jié)構(gòu)致密性和更高的交聯(lián)密度；輻射的引入會提升材料的靜態(tài)力學(xué)性能，其中材料的拉伸、彎曲、沖擊強度均隨輻射劑量和劑量率的增加而呈先增大后減小趨勢，當(dāng)輻射劑量為19 kGy、劑量率為40 Gy/min時，材料的力學(xué)強度最高；交聯(lián)聚苯乙烯材料的儲能模量隨輻射劑量的升高而升高，損耗因子則隨之降低；根據(jù)儲能模量計算出了交聯(lián)聚苯乙烯材料的交聯(lián)

4、密度，其在12~22 kGy范圍內(nèi)隨輻射劑量的增加而增加；采用γ射線輻射制備的交聯(lián)聚苯乙烯材料其玻璃化轉(zhuǎn)變溫度和熱分解溫度均高于熱聚合樣品；γ射線輻射的引入會降低材料的介電常數(shù)和介電損耗，引發(fā)劑的引入則會使兩者升高；輻射劑量對材料耐真空沿面閃絡(luò)強度的影響為先增大后減小，當(dāng)輻射劑量為19 kGy時，獲得真空沿面閃絡(luò)性能最好的交聯(lián)聚苯乙烯材料；材料體系中交聯(lián)劑含量的增加會使力學(xué)強度和耐閃絡(luò)強度呈先增大后減小的變化趨勢，當(dāng)交聯(lián)劑含量為2 wt