如何制备聚苯硫醚-钨粉高能射线屏蔽复合材料

近年来，含铅材料由于具有高污染、高毒性、低强度、低效能等问题，正在被逐渐淘汰。人们希望开发出具有良好加工性能的高能射线屏蔽高分子复合材料，以扩大金属材料的应用途径。

目前，对高能射线屏蔽高分子复合材料的研究主要集中在填充型高分子复合材料上。主要包括稀土屏蔽填料以及含钨填料制备的高分子复合材料。对于前者，稀土屏蔽填料中，部分稀土资源紧缺，成本较高。含钨填料制备的高分子复合材料，通常是采用钨粉等填充到聚酰胺中去。但聚酰胺抗高能射线辐射老化性能不强，通常需要添加抗辐射老化剂。

聚苯硫醚（PPS）具有优良的耐高温、耐腐蚀、耐辐射、阻燃、均衡的物理机械性能和极好的尺寸稳定性等特点，被广泛用作结构性高分子材料，通过填充、改性后广泛用作特种工程塑料。聚苯硫醚（PPS）的耐辐射性好，耐辐射达到1×108 Gy，还具有优良的耐燃性。随着含铅材料的退出，核工业领域需要大量屏蔽材料来进行补充。考虑到核工业苛刻的环境，耐高温、耐辐射与阻燃性能优良的聚苯硫醚成为制备高能射线屏蔽高分子复合材料的首选。所以聚苯硫醚（PPS）的屏蔽改性具有重要的实际应用意义。

研究发现，聚苯硫醚-钨粉高能射线屏蔽复合材料具有良好的屏蔽性能和机械性能。其制备方法包括：

按配比：偶联剂氨乙基氨丙基三乙氧基硅烷0.45wt% ；钨粉  92.5wt%；聚苯硫醚（PPS） 6.8wt%   

向1.5kg钨粉中加入300ml乙醇，然后在高速混合机机中混合5-10 分钟。将偶联剂用乙醇或丙酮溶解，稀释3-5倍，以喷洒的方式加入钨粉中，并混合均匀，然后在90℃下烘干，得到表面改性的钨粉；然后将经过表面改性的钨粉、聚苯硫醚复合材料及其它助剂放入高速混合机中混合均匀，得到钨粉和聚苯硫醚（PPS）的混合物；将润滑剂加入高速混合机中和钨粉与PPS混合物混合均匀，混合温度为120℃ ；最后将经过润滑处理的钨粉、PPS混合物放入290℃混炼机中混炼、挤出、切粒获得注塑成型颗粒料，将颗粒料放入注塑机中，注射成所需的样品。

将得到的高能射线屏蔽样品进行检测，高能射线屏蔽性能略低于同厚度的铅，拉伸强度达到55.0MPa以上，弯曲强度达到130.0MPa以上，热变形温度达到187℃以上。

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