化学工程与过程技术杂志
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丁苯橡胶/碳化硼基复合材料的热氧化老化和伽马辐照效应研究

哈菲兹·穆比布·乌拉·祖卡法尔、穆罕默德·阿西夫、塔里克·亚辛、赛马·坎瓦尔、穆罕默德·阿夫扎尔·汗和哈立德·伊克巴尔

目的：核辐射在我们的日常生活中有着广泛的应用，而不必要的辐射对人类和环境都有害。本研究的主要目的是寻找更好的用于放射性物质运输的屏蔽材料，为工人和防御解决方案形成轻质安全服。
材料和方法：使用双辊研磨机制备含有 20 份每百份 (phr) 碳化硼 (B4C) 的苯乙烯-丁二烯橡胶 (SBR) 复合材料。巴基斯坦工程与应用科学研究所 (PIEAS) 使用老化炉在空气中以 15 转/分钟的循环速度进行热氧化老化。样品在老化箱中于70℃下进行热氧化老化12天。样品的伽马老化是使用巴基斯坦辐射服务局 (PARAS) 拉合尔的伽马辐照设施进行的。这是在空气中使用 60Co 伽马辐射器以 1.02 kGy/h 的剂量率进行的。聚合物复合材料受到 100 至 400 kGy 不同剂量的伽马辐射。对该复合材料进行的机械性能测量为拉伸强度、使用万能拉伸试验机测量断裂伸长率和杨氏模量。本研究中使用的溶剂为：丙酮、氯仿、蒸馏水、煤油、甲醇、12% NaOH、10% H2SO4 和二甲苯，用于复合材料在室温下约 24 小时至 48 小时的溶胀测量。使用巴基斯坦研究堆 1 (PARR-1) 中的 BF3 探测器研究了复合材料的中子衰减特性。蒙特卡罗仿真代码（MCNP-5）和MCBEND用于计算仿真结果。实验结果与模拟结果的比较表明，彼此吻合良好。使用巴基斯坦研究堆 1 (PARR-1) 中的 BF3 探测器研究了复合材料的中子衰减特性。蒙特卡罗仿真代码（MCNP-5）和MCBEND用于计算仿真结果。实验结果与模拟结果的比较表明，彼此吻合良好。使用巴基斯坦研究堆 1 (PARR-1) 中的 BF3 探测器研究了复合材料的中子衰减特性。蒙特卡罗仿真代码（MCNP-5）和MCBEND用于计算仿真结果。实验结果与模拟结果的比较表明，彼此吻合良好。
结果：蒙特卡罗模拟结果与实验结果相符，可以看出，碳化硼的添加使热中子的衰减比未加载的样品增加了约167%。通常情况下，水不会膨胀，12% NaOH、10% H2SO4 和乙醇证明适合这些环境。机械特性也很好，并且显示出复合材料的可承受性能。
结论：根据实验观察到的行为、特性和对辐射的响应，可以得出结论：丁苯橡胶/碳化硼基复合材料是屏蔽辐射的优良材料。