如何製備聚苯硫醚-鎢粉高能射線遮罩複合材料

近年來，含鉛材料由於具有高污染、高毒性、低強度、低效能等問題，正在被逐漸淘汰。人們希望開發出具有良好加工性能的高能射線遮罩高分子複合材料，以擴大金屬材料的應用途徑。

目前，對高能射線遮罩高分子複合材料的研究主要集中在填充型高分子複合材料上。主要包括稀土遮罩填料以及含鎢填料製備的高分子複合材料。對於前者，稀土遮罩填料中，部分稀土資源緊缺，成本較高。含鎢填料製備的高分子複合材料，通常是採用鎢粉等填充到聚醯胺中去。但聚醯胺抗高能射線輻射老化性能不強，通常需要添加抗輻射老化劑。

聚苯硫醚（PPS）具有優良的耐高溫、耐腐蝕、耐輻射、阻燃、均衡的物理機械性能和極好的尺寸穩定性等特點，被廣泛用作結構性高分子材料，通過填充、改性後廣泛用作特種工程塑料。聚苯硫醚（PPS）的耐輻射性好，耐輻射達到1×108 Gy，還具有優良的耐燃性。隨著含鉛材料的退出，核工業領域需要大量遮罩材料來進行補充。考慮到核工業苛刻的環境，耐高溫、耐輻射與阻燃性能優良的聚苯硫醚成為製備高能射線遮罩高分子複合材料的首選。所以聚苯硫醚（PPS）的遮罩改性具有重要的實際應用意義。

研究發現，聚苯硫醚-鎢粉高能射線遮罩複合材料具有良好的遮罩性能和機械性能。其製備方法包括：

按配比：偶聯劑氨乙基氨丙基三乙氧基矽烷0.45wt% ；鎢粉  92.5wt%；聚苯硫醚（PPS） 6.8wt%   

向1.5kg鎢粉中加入300ml乙醇，然後在高速混合機機中混合5-10 分鐘。將偶聯劑用乙醇或丙酮溶解，稀釋3-5倍，以噴灑的方式加入鎢粉中，並混合均勻，然後在90℃下烘乾，得到表面改性的鎢粉；然後將經過表面改性的鎢粉、聚苯硫醚複合材料及其它助劑放入高速混合機中混合均勻，得到鎢粉和聚苯硫醚（PPS）的混合物；將潤滑劑加入高速混合機中和鎢粉與PPS混合物混合均勻，混合溫度為120℃ ；最後將經過潤滑處理的鎢粉、PPS混合物放入290℃混煉機中混煉、擠出、切粒獲得注塑成型顆粒料，將顆粒料放入注塑機中，注射成所需的樣品。

將得到的高能射線遮罩樣品進行檢測，高能射線遮罩性能略低於同厚度的鉛，拉伸強度達到55.0MPa以上，彎曲強度達到130.0MPa以上，熱變形溫度達到187℃以上。

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