氫在溴化丁基橡膠材料中的滲透行為研究.pdf

1、氚(T)是一種重要物資，被作為特殊能源材料或靈敏檢測(cè)手段，應(yīng)用于工業(yè)、醫(yī)學(xué)和水文等核心領(lǐng)域。在氚工藝中不可避免的會(huì)造成一定量氚的泄露，進(jìn)而有可能會(huì)以氚水(HTO)的形式被人體吸入，造成對(duì)人的內(nèi)輻射傷害。但現(xiàn)有的氚防護(hù)手套箱、氚防護(hù)服并不特別理想，因此研制低氚滲透，性能優(yōu)異的氚防護(hù)材料具有很現(xiàn)實(shí)的意義。
　　以溴化丁基橡膠(BIIR)為基體材料，通過溶解、乳化、回收溶劑和濃縮等工藝制備溴化丁基橡膠膠乳(BIIRL)。通過激光粒度分析

2、、熱重分析、力學(xué)測(cè)試和滲透率測(cè)試等對(duì)其結(jié)構(gòu)形態(tài)和宏觀性質(zhì)進(jìn)行全面研究。改變?nèi)榛俾屎腿榛瘯r(shí)間等工藝參數(shù)，研究其對(duì)溴化丁基膠乳性能的影響。研究表明:乳化速率為3600r/min，乳化時(shí)間為1h，采用復(fù)配乳化機(jī)可制得粒徑為0.145μm，固含量為45％，粘度為265mPa·s，pH為10的性能穩(wěn)定的溴化丁基膠乳，并在此基礎(chǔ)上成功制備出滲透率為3.27×10-13cm3(SPT)cm/cm2·s·Pa的低氚滲透材料。
　　使用分子動(dòng)力學(xué)

3、(MD)和巨正則蒙特卡洛(GCMC)的方法，構(gòu)建BIIR分子結(jié)構(gòu)，對(duì)H2，D2，T2在BIIR中的溶解和擴(kuò)散行為進(jìn)行了計(jì)算模擬，運(yùn)用自由體積理論和同位素效應(yīng)探討了氣體分子在聚合物內(nèi)的擴(kuò)散機(jī)理，并得出氣體的運(yùn)動(dòng)軌跡，符合跳躍機(jī)制。結(jié)果表明:對(duì)氫及其同位素而言，質(zhì)量越小，運(yùn)動(dòng)速度越快，在溴化丁基橡膠中的擴(kuò)散系數(shù)越大;三種氣體的溶解度系數(shù)比較接近;質(zhì)量最小的H2滲透系數(shù)最大，所得滲透系數(shù)的模擬值與實(shí)驗(yàn)值基本吻合。這為提高材料的阻隔性能提供了一