纳米碳材料的辐射改性及其应用进展 被引量：5

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作者 代培 马慧玲 +2 位作者 矫阳 翟茂林 曾心苗 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第3期375-385,共11页

碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环... 碳材料是自然界中与人类关系最为密切的重要材料之一,伴随着纳米科技的发展,具有纳米结构的功能碳材料的研究逐渐深入,已经出现了石墨烯、碳纳米管等性能优异的纳米碳材料。纳米碳材料具有机械强度高、导热导电能力强等诸多优点以及环境友好特性,能够满足绿色化学和可持续性发展的要求,因而其在复合材料中的应用成为相关领域的研究热点。纳米碳材料的引入可以显著提高复合材料的性能,并且还可以赋予材料新的性能,其在功能复合材料方面有良好的应用前景。然而,由于纳米碳材料自身的结构特点,其在溶剂和聚合物基体中的分散性、相容性和稳定性较差,这一直阻碍着其性能在复合材料中的发挥,甚至可能导致材料的整体性能降低。因此,提高纳米碳材料的分散能力和使用性能一直是研究的难点和热点。通过化学的方法提高纳米碳材料的分散能力,操作过程复杂,生产成本增加,且化学品试剂大多具有很强的毒性。近年来,纳米碳材料的辐射改性受到各界广泛的重视,利用辐射技术制备和官能化修饰纳米碳材料,可以显著提高纳米碳材料的分散能力和与基体的相容性。辐射刻蚀和还原技术用于纳米碳材料的制备时,可对其结构进行设计,例如辐射制备短切碳纳米管,降低了碳纳米管的长度,可有效提高分散能力。利用高能射线还可将氧化石墨烯进行还原,提供简单高效制备石墨烯的新方法和新思路。辐射接枝可用于纳米碳材料的表面修饰,例如在碳纳米管或石墨烯表面接枝聚合含碳碳双键的酯和芳香类聚合物,提高了纳米碳材料在溶剂和聚合物基体中的分散性能,有助于制备各种高性能功能材料。本文综述了近年来辐射技术在碳纳米管、氧化石墨烯及碳纳米纤维等材料改性及其应用方面的研究进展,总结了这三种纳米碳材料的优异性能及其复合材料在生物医药、能源、智能材料等领域的最新研究进展,分析了辐射改性纳米碳材料的优势,并对今后辐射技术和纳米碳材料相结合的研究方向进行了展望。随着对纳米碳材料辐射改性的研究和产业化的不断深入,分散性能优异的纳米碳材料有望实现大规模低成本的连续批量生产,未来在功能化和高性能化复合材料等领域的应用也将会更加广阔。 展开更多

关键词 辐射改性 纳米碳材料 碳纳米管 石墨烯 碳纳米纤维

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高分子基辐射防护材料研究进展 被引量：6

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作者 陈秋雨 张城皓 +5 位作者 曹可 陆永俊 王连才 张秀芹 马慧玲 翟茂林 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第S01期541-544,共4页

随着核工业和技术的快速发展,核安全受到日益广泛的关注,针对核辐射屏蔽材料的研究也越来越受到重视。相较于传统的屏蔽材料,高分子基辐射防护材料具有密度低、易成型等优点,成为目前科学研究的重点。本文首先介绍了X射线、γ射线和中... 随着核工业和技术的快速发展,核安全受到日益广泛的关注,针对核辐射屏蔽材料的研究也越来越受到重视。相较于传统的屏蔽材料,高分子基辐射防护材料具有密度低、易成型等优点,成为目前科学研究的重点。本文首先介绍了X射线、γ射线和中子射线的特性和屏蔽机理,分别阐述了具有X射线、γ射线和中子防护功能的高分子基复合材料的研究进展,最后总结并展望了新型高分子基屏蔽材料的未来发展趋势。 展开更多

关键词 X射线 Γ射线 中子射线 高分子基辐射防护材料

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环氧树脂/碳化硼复合材料耐辐射和热老化性能研究 被引量：1

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作者 张城皓 王硕珏 +7 位作者 田琳 谷潇夏 曹可 张龙 马灿坤 王连才 马慧玲 张秀芹 《材料导报》 CSCD 北大核心 2023年第23期221-226,共6页

本工作以环氧树脂为基体,碳化硼为中子吸收填料,采用高效的固化成型方法制备了环氧树脂/碳化硼复合屏蔽材料。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TGA)分析碳化硼含量对复合材料微观结构、固化程度和热稳定性的影响;通... 本工作以环氧树脂为基体,碳化硼为中子吸收填料,采用高效的固化成型方法制备了环氧树脂/碳化硼复合屏蔽材料。通过扫描电镜(SEM)、差示扫描量热法(DSC)和热失重法(TGA)分析碳化硼含量对复合材料微观结构、固化程度和热稳定性的影响;通过辐照和热老化前后样品拉伸和冲击性能的测试探究了材料的辐射稳定性和热老化性能。实验结果表明:碳化硼粉体能均匀地分散在环氧树脂基体中;经过150℃不同时间的热老化测试和100 kGy辐照实验,复合材料的力学性能略有降低。采用SuperMC软件模拟计算了复合材料对热中子和慢中子的屏蔽性能,当复合材料厚度为5 mm时,复合材料对热中子和慢中子的屏蔽效率分别为99%和63%,此材料有望作为一种新型的屏蔽材料应用于乏燃料贮存罐中。 展开更多

关键词 环氧树脂 碳化硼 耐高温 中子屏蔽 蒙特卡罗模拟计算(MCNP)

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水溶液体系中氧化石墨烯的Y射线辐射还原 被引量：4

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作者 马慧玲 张龙 +4 位作者 张有为 刘迪 孙超 曾心苗 翟茂林 《物理化学学报》 SCIE CAS CSCD 北大核心 2015年第10期2016-2022,共7页

石墨烯是一种碳原子以二维蜂窝状晶格结构构成的单片层材料,由于其具有优异的电传导性、力学性能和热传导性近年来受到广泛关注.本文采用γ射线辐射技术分别处理水溶液和对苯二胺(PPD)水溶液中的氧化石墨烯(GO),得到辐照还原氧化石墨烯(... 石墨烯是一种碳原子以二维蜂窝状晶格结构构成的单片层材料,由于其具有优异的电传导性、力学性能和热传导性近年来受到广泛关注.本文采用γ射线辐射技术分别处理水溶液和对苯二胺(PPD)水溶液中的氧化石墨烯(GO),得到辐照还原氧化石墨烯(RGO)和胺基化修饰的还原氧化石墨烯(RGON).通过傅里叶变换红外(FTIR)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼(Raman)光谱、X射线衍射(XRD)和热失重分析(TGA)等表征分析产物的化学结构和元素组成;通过四探针测试仪和接触角测量仪研究产物的导电性能和亲水性.实验结果表明,在水溶液及PPD水溶液中γ射线辐射均可高效还原GO,还原后得到的RGO和RGON电导率均显著增大.PPD的胺基在辐射还原过程中还可以修饰到石墨烯的表面,因此RGON的亲水性比RGO好,但胺基的存在会干扰石墨烯表面π电子的传导,导致其电导率下降. 展开更多

关键词 氧化石墨烯 石墨烯 γ射线辐射 辐射还原 导电性能 亲水性能

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B4C-PE复合材料中子屏蔽性能研究 被引量：2

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作者 孟宪芳 孙超 +2 位作者 张龙 曹可 秦培中 《核电子学与探测技术》 CAS 北大核心 2019年第3期260-264,共5页

利用252Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B4C含量B4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算.结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果... 利用252Cf中子源产生快中子场和热中子场,对系列不同B4C含量B4C-PE复合材料的中子宏观截面进行了实验研究和MCNP模拟计算.结果表明:热中子宏观截面在±5%内相符,快中子宏观截面在±10%内相符;B4C-PE复合材料对热中子的屏蔽效果明显好于聚乙烯.研究结果可为中子屏蔽材料研发和工程设计提供参考. 展开更多

关键词 252Cf中子源 中子宏观截面 MC模拟 B4C-PE复合材料

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材料组合模式对中子屏蔽性能影响研究 被引量：3

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作者 孟宪芳 张龙 +3 位作者 王士军 孙超 马慧玲 秦培中 《核电子学与探测技术》 北大核心 2017年第6期599-602,共4页

在实验室中利用252Cf中子源的中子辐照装置产生快中子和热中子场,测试了相同材料的三种不同组合模式中子衰减倍数,利用MCNP软件进行模拟计算。结果表明:实验测试与模拟计算偏差小于5.0%,三种组合模式对快中子屏蔽性能影响不明显,而对热... 在实验室中利用252Cf中子源的中子辐照装置产生快中子和热中子场,测试了相同材料的三种不同组合模式中子衰减倍数,利用MCNP软件进行模拟计算。结果表明:实验测试与模拟计算偏差小于5.0%,三种组合模式对快中子屏蔽性能影响不明显,而对热中子屏蔽性能的影响高达2~3倍。 展开更多

关键词 材料组合模式 中子衰减倍数 蒙特卡罗

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纳米碳纤维/聚(氨酯-酰亚胺)复合泡沫的制备及其吸波吸声性能研究 被引量：1

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作者 翟彤 周成飞 +2 位作者 曹巍 王连才 曾心苗 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期123-124,共2页

以性能优异的聚(氨酯-酰亚胺)(PUI)为基材,利用纳米碳纤维的优良性能,用预分散法和一步发泡方法制备了纳米碳纤维/PUI复合泡沫,并对其性能进行了测试分析。结果表明:制得的纳米碳纤维/PUI复合泡沫具有良好的吸波性能,在2~18GHz内呈现很... 以性能优异的聚(氨酯-酰亚胺)(PUI)为基材,利用纳米碳纤维的优良性能,用预分散法和一步发泡方法制备了纳米碳纤维/PUI复合泡沫,并对其性能进行了测试分析。结果表明:制得的纳米碳纤维/PUI复合泡沫具有良好的吸波性能,在2~18GHz内呈现很强的吸收,其最大反射率可达-34.1dB。另外,还具有良好的吸声性能,在125~4 000 Hz内的平均吸声系数达到0.39(驻波管法测定)。 展开更多

关键词 聚(氨酯-酰亚胺) 碳纳米纤维 复合泡沫 吸波 吸声

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PI空心微球改性聚氨酯阻尼材料的制备及性能

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作者 曹巍 周成飞 +4 位作者 翟彤 王连才 酒永斌 翟宇 曾心苗 《材料保护》 CAS CSCD 北大核心 2013年第S2期11-13,共3页

阻尼材料是一种能吸收机械振动能并将之转化成热能而耗散的功能材料。目前各个领域对阻尼材料的综合性能要求越来越高。在某些特殊领域应用时,要求阻尼材料具有阻尼、阻燃功能于一体。通过本体法聚合反应,利用聚酰亚胺(PI)空心微球对聚... 阻尼材料是一种能吸收机械振动能并将之转化成热能而耗散的功能材料。目前各个领域对阻尼材料的综合性能要求越来越高。在某些特殊领域应用时,要求阻尼材料具有阻尼、阻燃功能于一体。通过本体法聚合反应,利用聚酰亚胺(PI)空心微球对聚氨酯(PU)热塑性弹性体材料进行改性,形成具有阻燃层和阻尼层的一体阻尼材料,对阻尼复合材料性能进行了测试。结果表明:(1)通过PI微球改性,能够制备具有阻尼层和阻燃层于一体的多功能阻尼材料;(2)添加PI微球提高了材料的隔热性能;(3)从阻尼层到阻燃层,复合材料的硬度、密度呈降低趋势;(4)复合材料阻尼层的阻尼因子最大值为0.45,阻尼因子大于0.35的温度范围为17~75℃。阻燃层氧指数大于30%;(5)通过显微镜观察,复合材料的2个功能层分布明显。 展开更多

关键词 聚酰亚胺空心微球 阻尼材料 聚氨酯 性能

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γ射线对聚酰亚胺膜结构及气体分离性能的影响 被引量：2

9

作者 李伯龙 刘暘 +3 位作者 酒永斌 周成飞 李叶青 王连才 《化工新型材料》 CAS CSCD 北大核心 2018年第9期74-76,共3页

采用^(60)Co-γ射线对聚酰亚胺膜进行辐照,通过傅里叶变换红外光谱、热失重分析、压差法气体渗透性能测试等方法对聚酰亚胺气体分离膜结构、热性能和气体分离性能进行表征,考察γ射线辐照对于聚酰亚胺气体分离膜性能的影响。结果表明:... 采用^(60)Co-γ射线对聚酰亚胺膜进行辐照,通过傅里叶变换红外光谱、热失重分析、压差法气体渗透性能测试等方法对聚酰亚胺气体分离膜结构、热性能和气体分离性能进行表征,考察γ射线辐照对于聚酰亚胺气体分离膜性能的影响。结果表明:γ射线辐照导致聚酰亚胺膜分子结构发生了一些改变,辐射过程中发生开环反应,辐射效应以分子链断裂为主。CO_2气体通过聚酰亚胺膜的渗透系数P(CO_2)远远高于O_2、N_2以及CH_4气体的渗透系数P(O_2)、P(N_2)和P(CH_4);吸收剂量达到50kGy时,单一气体(O_2、N_2、CO_2、CH_4)通过聚酰亚胺膜的渗透系数均达到最大值;随着吸收剂量的增加,聚酰亚胺分离膜对CO_2/CH_4体系的分离效果越来越好。 展开更多

关键词 聚酰亚胺 Γ射线 辐射 气体分离

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γ射线辐照聚偏氟乙烯接枝苯乙烯磺酸乙酯 被引量：2

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作者 王以诚 彭静 +2 位作者 曾心苗 李久强 翟茂林 《辐射研究与辐射工艺学报》 CAS CSCD 2016年第5期33-39,共7页

以聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)树脂为基材,采用γ射线预辐射接枝法在PVDF树脂上接枝苯乙烯磺酸乙酯(Ethyl styrenesulfonate,ETSS),探讨吸收剂量、接枝温度、接枝反应时间及单体浓度对接枝率的影响。之后在95℃水解PVDF-g... 以聚偏氟乙烯(Polyvinylidene fluoride,PVDF)树脂为基材,采用γ射线预辐射接枝法在PVDF树脂上接枝苯乙烯磺酸乙酯(Ethyl styrenesulfonate,ETSS),探讨吸收剂量、接枝温度、接枝反应时间及单体浓度对接枝率的影响。之后在95℃水解PVDF-g-PETSS聚合物得到PVDF接枝苯乙烯磺酸(PVDF-g-PSSA)离子交换树脂。红外光谱、X射线光电子能谱、热重分析证明PVDF-g-PETSS及PVDF-g-PSSA被成功制备。当接枝率为120%时,PVDF-g-PSSA的离子交换容量达到2.05 mmol/g。这种将带有磺酸基团的单体通过辐照接枝引入PVDF基材然后水解的方法简单、高效、污染小,有望在离子交换树脂及离子交换膜的制备中得到应用。 展开更多

关键词 离子交换树脂 聚偏氟乙烯 苯乙烯磺酸乙酯 辐射接枝

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非过渡金属催化芳香二炔和二硅烷基苯制备聚(硅苯-芳炔)树脂

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作者 杨灿 刘暘 +4 位作者 付伟强 佟斌 蔡政旭 董宇平 石建兵 《材料科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第4期547-558,共12页

以芳香基双炔和1,4-二(二甲基硅烷基)苯为原料,乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,NaOH为催化剂,空气氛围下,一步反应制备得到含硅芳炔树脂(SPAR)。并进一步探讨了催化剂、反应溶剂、温度、时间对聚合反应的影响。通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光... 以芳香基双炔和1,4-二(二甲基硅烷基)苯为原料,乙二醇二甲醚(DME)为溶剂,NaOH为催化剂,空气氛围下,一步反应制备得到含硅芳炔树脂(SPAR)。并进一步探讨了催化剂、反应溶剂、温度、时间对聚合反应的影响。通过凝胶渗透色谱(GPC)、红外光谱、核磁分析确定产物的分子量和化学结构。实验结果表明:使用20 mol%的NaOH为催化剂,单体比例为1∶1,在1 mol/L的DME溶剂中,80℃反应12 h得到最好的聚合效果。该聚合方法简单、价廉,无需复杂的后处理,且得到的产物具有较好的热稳定性。 展开更多

关键词 非过渡金属催化 NAOH 硅炔聚合 耐热树脂

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