具有高伽马射线屏蔽效率的柔性无铅天然橡胶基复合材料的开发

《Polymer Composites》：Development of Flexible Lead-Free Natural Rubber-Based Composites With High Gamma Ray Shielding Efficiency

天然橡胶/铋复合材料的γ射线屏蔽性能研究

　　

摘要

伽马射线对核人员的健康构成重大威胁。传统的伽马射线防护材料主要由含铅聚合物组成，这些材料存在柔韧性差、有毒性等局限性。由于毒性问题，长期使用这些材料会限制人员的活动并可能引发健康问题。在本研究中，我们通过开炼机混合工艺将微米级的铋（Bi）掺入天然橡胶中，制备出一种具有优异机械性能、抗疲劳能力和良好辐射防护能力的柔性复合材料。我们研究了铋含量对复合材料微观结构、硫化行为、机械性能和辐射屏蔽效果的影响。扫描电子显微镜观察显示，铋在天然橡胶基体中均匀分散。通过研究硫化行为，我们获得了出色的机械性能：当填料含量为85%时，其抗拉强度可达7.61 MPa，并且在经过1000次100%伸长循环后仍保持良好的抗穿刺性能，变形量仅约为7%。该复合材料的辐射屏蔽效率为70.0%，在118 keV X射线下的铅当量为0.290 mmPb。与市场上其他无铅橡胶基辐射防护材料相比，其辐射防护性能显著提升。

图解摘要

一种具有优异机械强度和伽马射线屏蔽性能的无铅天然橡胶/铋复合材料。

利益冲突

作者声明不存在利益冲突。