随着核能及核技术产业的快速发展,核与辐射安全已受到人们的广泛关注。核辐射防护材料及防护用品可有效降低辐射的危害,具有迫切的社会需求。本文从核辐射防护领域的实际需求出发,围绕柔性核辐射防护材料开展研究,设计制备了功能粒子改性硅橡胶基辐射防护材料和硅橡胶/合金纤维丝复合辐射防护材料,进而开发了性能良好的柔性核辐射防护屏。主要研究工作和研究结果如下:(1)采用WinXCom软件对单一辐射防护功能粒子(铅、钨、氧化钨、氧化铋、氧化钆、氧化钐、碳化硼等)、多种辐射防护功能粒子以及功能粒子改性硅橡胶基复合材料的辐射屏蔽性能进行了理论模拟和分析讨论,对辐射防护功能元素进行初步筛选与优化组合。从柔性辐射防护材料的实际需求出发,对非金属/金属复合辐射防护材料进行了优化设计,设计了基于功能粒子改性硅橡胶和合金纤维的柔性辐射防护复合材料及防护用品。(2)制备了钨、氧化钨、氧化铋、氧化钆、碳化硼等功能粒子改性硅橡胶基柔性辐射防护材料,研究了功能粒子含量、元素配比、功能粒子表面状态等对材料辐射防护性能和机械性能的影响。测试结果表明,功能粒子可有效提升硅橡胶的辐射防护性能,但需控制功能粒子含量,以保证其良好的热力学性能;表面修饰的功能粒子在聚合物基体中具有更好的分散性,有利于提升复合材料的辐射防护性能;协调配比的功能粒子可充分利用γ射线作用在不同材料上的K吸收边,并兼顾γ射线和中子的防护,使复合材料具有良好综合防护性能。(3)制备开发了功能粒子改性硅橡胶/合金纤维丝复合辐射防护材料及柔性防护屏,掌握了其制备工艺,并对其性能进行了测试分析。主要制备过程为:通过转角摩擦速熔针孔成丝技术加工出具有一定强度和柔韧性的合金纤维丝;利用非金属纤维对其进行包覆处理形成复合纤维丝,提升其可加工性能;对复合纤维丝进行经纬编织,形成核辐射防护复合面料;将复合面料与功能粒子改性硅橡胶辐射防护材料进行有机复合,填补合金纤维层的空隙并提高其综合防护性能;根据使用需求,对复合材料进行封装成型,加工成柔性辐射防护屏。经测试,该辐射防护屏对137Csγ射线的防护比例为-74%,辐射防护不均匀性小于10%,柔软适型、使用方便。