用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料及其制備方法和應用，涉及用于空間質子輻射防護的復合材料及其制備方法領域。本發明專利技術是要解決現有的輻射防護材料方法制備得到的輻射防護材料，鋁防護層存在密度大而導致使用重量大，采用聚乙烯材料做輻射防護材料時存在著由于其熱穩定性較差，制約其使用范圍的問題。用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，按重量份數是由聚乙烯樹脂、碳納米管和偶聯劑制備而成。制備方法：一、將碳納米管和偶聯劑混合得改性碳納米管；二、混合改性碳納米管與聚乙烯樹脂后熱壓。用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料在防護質子輻射的應用。本發明專利技術適用于輻射防護和航空航天領域。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及用于空間質子輻射防護的復合材料及其制備方法和應用的領域。
技術介紹
對于航天器的設計，空間質子輻射防護材料一直以來是重要的研究課題，傳統的輻射防護材料以鋁為主。為了達到防輻射效果，必須增加鋁防護層的厚度，從而使航天器的重量增加，航天器輕量化問題一直是設計師們關注的熱點問題。研究表明，含氫輕元素在抵抗輻射損傷方面比重元素更加有效，也就是說輻射防護效率隨著原子序數的降低呈增加趨勢。理論上，液氫具有最好的防護效率，但是實際應用時并不可行，可以將材料的含氫量作為衡量材料防護效率的一個標準。聚乙烯分子中含有一個碳原子、兩個氫原子，具有非常高的氫含量，因此具有較高的輻射防護效率。然而，在現有的輻射防護材料方法制備得到的在聚乙烯輻射防護材料時，由于其熱穩定性較差，嚴重制約其使用范圍。
技術實現思路
本專利技術是要解決現有的輻射防護材料方法制備得到的輻射防護材料，鋁防護層存在密度大而導致使用的重量大，采用聚乙烯材料做為輻射防護材料時存在著由于其熱穩定性較差，嚴重制約其使用范圍的問題，而提供了用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料及其制備方法和應用。用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，按重量份數是由I份^lOO份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管和0.5份 20份的偶聯劑制備而成。用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法，具體是按以下步驟進行的:—、按重量份數稱取I份 100份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管、0.5份 20份的偶聯劑和2份 5份的乙醇；二、將步驟一稱取的碳納米管混合均勻后，加入到步驟一稱取的乙醇中，均勻分散，得到均勻分散的碳納米管的混合液；三、向步驟二得到的均勻分散的碳納米管的混合液中，加入步驟一稱取的偶聯劑，在50°C 140°C的溫度下，以80r/min 120r/min的攪拌速率,攪拌Ih 15h,然后，過濾、烘干，得到固體混合物；四、將步驟一稱取的聚乙烯樹脂與步驟三得到的固體混合物混合均勻，然后，在1750C 240°C的溫度和5MPa 45MPa的機械壓力下，壓制lmirT40min，即得到用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料。用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的應用，是將該材料用于防護空間質子輻射。本專利技術具有以下優點:一、本專利技術提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于采用的是聚乙烯做為輻射防護材料，使其密度大大降低，有效的解決了鋁防護層重量大的弊端；二、本專利技術提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于摻雜了碳納米管，使得聚乙烯復合材料相對于純聚乙烯的熱穩定性有了很大的提高，提高了 10°/Γ40%，同時，防護質子效率提高40°/Γ75%。附圖說明圖1為試驗一得到的輻射防護材料I和現有的純聚乙烯進行熱重分析對比圖。其中，實線為輻射防護材料I，虛線為純聚乙烯。圖2為試驗一得到的輻射防護材料II和現有的純鋁進行質子輻照防護對比圖。其中，實線為輻射防護材料II，虛線為純鋁。圖3為試驗一得到的輻射防護材料II和現有的純聚乙烯進行熱重分析對比圖。其中，實線為輻射防護材料II，虛線為純聚乙烯。圖4為試驗一得到的輻射防護材料II和現有的純鋁進行質子輻照防護對比圖。其中，實線為輻射防護材料II，虛線為純鋁。圖5為試驗一 得到的輻射防護材料III和現有的純聚乙烯進行熱重分析對比圖。其中，實線為輻射防護材料III，虛線為純聚乙烯。圖6為試驗一得到的輻射防護材料III和現有的純鋁進行質子輻照防護對比圖。其中，實線為輻射防護材料III，虛線為純鋁。具體實施例方式具體實施方式一:本實施方式是用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，按重量份數是由I份 100份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管和0.5份 20份的偶聯劑制備而成。本實施方式的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料中加入了碳納米管，能夠更好地防止聚乙烯裂解，提高該材料的防護質子效果。本實施方式具有以下優點:一、本實施方式提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于采用的是聚乙烯做為輻射防護材料，使其密度大大降低，有效的解決了鋁防護層重量大的弊端；二、本實施方式提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于摻雜了碳納米管，使得聚乙烯復合材料相對于純聚乙烯的熱穩定性有了很大的提高，提高了 10% 40%，同時，防護質子效率提高了 40% 75%。具體實施方式二:本實施方式與具體實施方式一的不同點在于:所述的復合材料按重量份數是由20份 95份的聚乙烯樹脂、2份 30份的碳納米管和I份 15份的偶聯劑制備而成。其它與具體實施方式一相同。具體實施方式三:本實施方式與具體實施方式一或二的不同點在于:所述的聚乙烯樹脂的密度為0.900g/cnT0.980g/cm3。其它與具體實施方式一或二相同。具體實施方式四:本實施方式與具體實施方式一至三之一的不同點在于:所述的碳納米管的粒徑大小為0.001 μ m~ μ m。其它與具體實施方式一至三相同。具體實施方式五:本實施方式與具體實施方式一至四之一的不同點在于:所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、金屬復合偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和硼酸酯偶聯劑中的一種或其中幾種的組合。其它與具體實施方式一至四相同。所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、金屬復合偶聯劑、磷酸酯偶聯劑和硼酸酯偶聯劑中幾種的組合物的比例為任意比。具體實施方式六:本實施方式是用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法，具體是按以下步驟進行的:一、按重量份數稱取I份 100份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管、0.5份 20份的偶聯劑和2份 5份的乙醇；二、將步驟一稱取的碳納米管混合均勻后，加入到步驟一稱取的乙醇中，均勻分散，得到均勻分散的碳納米管的混合液；三、向步驟二得到的均勻分散的碳納米管的混合液中，加入步驟一稱取的偶聯劑，在50°C 140°C的溫度下，以80r/min 120r/min的攪拌速率,攪拌Ih 15h,然后，過濾、烘干，得到固體混合物；四、將步驟一稱取的聚乙烯樹脂與步驟三得到的固體混合物混合均勻，然后，在1750C 240°C的溫度和5MPa 45MPa的機械壓力下，壓制lmirT40min，即得到用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料。本實施方式的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料中加入了碳納米管，能夠更好地防止聚乙烯裂解，提高該材料的防護質子效果。本實施方式具有以下優點:一、本實施方式提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于采用的是聚乙烯做為輻射防護材料，使其密度大大降低，有效的解決了鋁防護層重量大的弊端；二、本實施方式提供的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的制備方法制備得到的輻射防護材料，由于摻雜了碳納米管，使得聚乙烯復合材料相對于純聚乙烯的熱穩定性有了很大的提高，提高本文檔來自技高網...
【技術保護點】
用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，其特征在于：復合材料按重量份數是由1份~100份的聚乙烯樹脂、1份~50份的碳納米管和0.5份~20份的偶聯劑制備而成。
【技術特征摘要】
1.用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，其特征在于:復合材料按重量份數是由I份 100份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管和0.5份 20份的偶聯劑制備而成。2.根據權利要求1所述的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，其特征在于:所述的復合材料按重量份數是由20份 95份的聚乙烯樹脂、2份 30份的碳納米管和1份 15份的偶聯劑制備而成。3.根據權利要求1或2所述的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，其特征在于:所述的聚乙烯樹脂的密度為0.900g/cm30.980g/cm3。4.根據權利要求1或2所述的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料，其特征在于:所述的偶聯劑為硅烷偶聯劑、鈦酸酯偶聯劑、鋁酸酯偶聯劑、金屬復合偶聯齊U、磷酸酯偶聯劑和硼酸酯偶聯劑中的一種或其中幾種的組合。5.制備如權利要求1所述的用于空間質子輻射防護的摻雜碳納米管的聚乙烯復合材料的方法，其特征在于，制備方法具體是按以下步驟進行的: 一、按重量份數稱取1份 100份的聚乙烯樹脂、I份 50份的碳納米管、0.5份 20份的偶聯劑和2份飛份的乙醇； 二、將步驟一稱取的碳納米管混合均勻后，加入到步驟一稱取的乙醇中，均勻分散，得到均勻分散的碳納米管的混合液； 三、向步驟二得到的均勻分散的碳納米管的混合液中，加入步驟一稱取的偶聯劑，在50°C 140°C的溫度下，以80r/min 120r/m...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李興冀，高鋒，楊劍群，何世禹，
申請(專利權)人：哈爾濱工業大學，
類型：發明
國別省市：
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