耐γ射线辐照超疏水涂层的制备与性能研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:cctvnba_2008
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核电事业蓬勃发展的同时,核安全也成为了广泛关注的热点问题。核事故会释放大量的放射性元素,并伴随产生高能γ射线。沉降下来的粉尘会随着移动设备的移动而形成二次污染。本文研究旨在制备一种耐γ射线辐照的超疏水自清洁涂层,使放射性粉尘不易附着,或容易被冲洗干净,从而为移动装备提供有效防护。  首先通过环氧树脂(EP)与羟基封端的聚甲基苯基硅氧烷(HT-PMPS)进行共聚改性得到低表面能基体,然后分别采用溶胶-凝胶法制备的SiO2纳米粒子和多壁碳纳米管(MWCNTs)构造微-纳米二级结构,得到了具有优良耐化学介质、耐磨性和耐γ射线辐照性能的超疏水涂层。研究了HT-PMPS的添加量对改性环氧树脂涂层接触角(WCA)、附着力、硬度的影响,SiO2粒子用量和MWCNTs用量对复合涂层性能和微观形貌的影响。并通过耐化学介质、耐磨性、γ射线辐照和粉尘去除等试验对复合涂层的耐化学介质能力、机械耐磨性、耐γ射线辐照能力及自清洁能力进行评价。研究表明,改性EP基体的接触角为101°,具有良好的附着力(5B)和较高的硬度(6H)。当SiO2粒子含量为25wt%时,复合涂层(EPPS25)表面接触角(WCA)为150°,滚动角(SA)为8°,涂层具有明显类似于荷叶的微-纳米二级结构。经化学介质浸泡10h后,EPPS25接触角降至149°;砂纸打磨6圈后,降至146°;而经过1.23×107rad的γ射线辐照后,EPPS25接触角从150°下降为140°,附着力由5B下降为至4B。引入MWCNTs后,复合涂层的耐化学介质、耐磨性以及耐辐照能力明显提高。当MWCNTs的含量为3%时,涂层(EPPM3)经化学介质浸泡15h后,接触角仍为151°;砂纸打磨10圈后,保持在152°,均保持高超疏水性能。粉尘去除现象表明,涂层(EPPM3)暴露于空气或油中(环己烷)的情况下,接触角仍为154°,仍都能保持其优良的防水性和自清洁能力。经过1.23×107rad的γ射线辐照后,接触角没有变化(152°)、并仍保持良好的附着力(5B)和硬度(6H)以及自清洁能力。
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