γ辐照下交联聚氯乙烯/二氧化钛纳米复合材料的降解机制与辐射稳定性研究

本研究针对电缆绝缘材料在辐射环境下的老化问题，系统探讨了交联聚氯乙烯/二氧化钛（XLPVC/TiO2）纳米复合材料在γ辐照下的性能演变。通过FTIR、SEM-EDS、AFM、TGA-DSC等多维度表征，发现3% TiO2添加量的样品具有最优辐射稳定性，其结晶度保持良好（54%@100 kGy，47%@400 kGy，51%@700 kGy），耐受剂量达479 kGy，为核电站电缆材料设计提供重要依据。

　　

本研究探讨了γ射线辐照对交联聚氯乙烯/二氧化钛（XLPVC/TiO₂）纳米复合材料（含3–5 wt% TiO₂）在电缆绝缘应用中辐射耐受性的影响。样品经受高达700 kGy的辐照剂量后，通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜-能量色散谱（SEM-EDS）、原子力显微镜（AFM）、热重-差示扫描量热（TGA-DSC）以及电阻率、密度、硬度和拉伸强度测试进行系统表征。

研究结果显示，随着辐照剂量增加，材料中纳米颗粒团聚现象减轻，表面粗糙度降低，FTIR谱图发生显著变化。特别值得注意的是，含3% TiO₂的XLPVC复合材料表现出卓越的稳定性，其结晶度在100 kGy、400 kGy和700 kGy剂量下分别保持在54%、47%和51%，且寿命终止剂量达到479 kGy。而含4% TiO₂的样品则显示出512 kGy的辐射耐受性。综合结果表明，XLPVC + 3% TiO₂复合材料具有最优异的抗辐射性能，建议后续开展辐射-热老化联合实验以深入解析其降解机制。