Nghiên cứu chế tạo và đánh giá tính chất của vật liệu composite cản xạ

Bài viết trình bày phương pháp chế tạo vật liệu composite trên nền nhựa YD-128, E-44 với một số chất độn, chất dẻo, hóa rắn. Kết quả thử nghiệm hiệu quả cản xạ cho thấy, vật liệu composite trên nền E44 hoặc YD-128 phối hợp với Bi2O3 hoặc B4C cho hiệu quả cản xạ tốt nhất.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu chế tạo và đánh giá tính chất của vật liệu composite cản xạ Hóa học & Môi trường NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ĐÁNH GIÁ TÍNH CHẤT CỦA VẬT LIỆU COMPOSITE CẢN XẠ Vũ Ngọc Toán*, Đỗ Bình Minh, Nguyễn Minh Trí Tóm tắt: Hiện nay có nhiều loại vật liệu được sử dụng để phòng chống ô nhiễm hạt nhân, phóng xạ như tấm chì, cao su, vữa barite, gạch chống phóng xạ RS, vật liệu composite cản xạ. Trong đó, vật liệu composite cản xạ có nhiều ưu điểm lớn về mặt chế tạo và hiệu quả cản xạ tốt hơn so với các phương pháp khác. Bài báo trình bày phương pháp chế tạo vật liệu composite trên nền nhựa YD-128, E-44 với một số chất độn, chất dẻo, hóa rắn. Kết quả thử nghiệm hiệu quả cản xạ cho thấy, vật liệu composite trên nền E- 44 hoặc YD-128 phối hợp với Bi2O3 hoặc B4C cho hiệu quả cản xạ tốt nhất.Từ khóa: Vật liệu cản xạ; Vật liệu composite; Ô nhiễm phóng xạ. 1. MỞ ĐẦU Chất phóng xạ là những chất mà nguyên tử của các nguyên tố trong hợp chất có khả năngphát ra phóng xạ, có nguồn gốc tự nhiên, nhân tạo hoặc từ mặt trời. Nó ảnh hưởng tới con ngườitheo nhiều cách, tùy thuộc vào lượng chất, suất liều, loại chất, cách tiếp xúc và thời gian tiếp xúc[1]. Khi vụ nổ hoặc sự cố hạt nhân, phóng xạ xảy ra sẽ hình thành các sản phẩm phản ứng phânhạch, chất phóng xạ cảm ứng, chất nổ hạt nhân không tham gia phản ứng [1, 7]. Thế giới đã từngcó 02 sự cố từ các nhà máy điện hạt nhân gây ra các đám mây phóng xạ lớn (tại Chernobyl năm1986 và Fukushima năm 2011) [1]. Ngoài ra, việc thử nghiệm vũ khí hạt nhân vẫn diễn ra ở mộtsố quốc gia, luôn tiềm ẩn nguy cơ ô nhiễm phóng xạ cho con người. Các tia α, β, γ phát ra, có khả năng đâm xuyên qua cơ thể sống, phá hủy chức năng của tế bào,gây nên những biến đổi sinh học, làm thay đổi cấu trúc hóa học của albumin và phá hoại hệ thầnkinh, hệ tuần hoàn và cơ quan tạo máu [2-6, 8]. Vật liệu composit cản xạ đang rất được quan tâm hiện nay. Về bản chất, hệ vật liệu này cóchứa các nguyên tố kim loại hoặc muối hoặc oxit của kim loại có tỷ trọng cao, ví dụ như Bo, W,Sm2O3, Bi2O3, PbO, PbWO4, CuO, WO3,... [9]. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu chế tạovà đánh giá tính chất, hiệu quả cản xạ của vật liệu composite chế tạo được trên nền nhựa E-44 vàYD-128. 2. THỰC NGHIỆM VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU2.1. Hóa chất và dụng cụ2.1.1. Hóa chất - Nhựa epoxy YD-128 (Hàn Quốc), đương lượng epoxy là 184-190 g/eq. - Nhựa epoxy E-44 (Trung Quốc), đương lượng epoxy là 213-244 g/eq. - PbO (Chemapol - CH Séc) độ tinh khiết 99,0 %. - Al2O3 (Xilong Chemical Co., Ltd - Trung Quốc) độ tinh khiết 95,0 %. - BaSO4 (Xilong Scientific Co., Ltd - Trung Quốc) độ tinh khiết 98,0 %. - B4C (Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd - Trung Quốc) độ tinh khiết 98,0 %, kíchthước hạt 1-10 µm. - Bi2O3 (Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd - Trung Quốc) độ tinh khiết 99,9 %, kíchthước hạt ≤ 5 µm. - WC (Shanghai Macklin Biochemical Co., Ltd - Trung Quốc) độ tinh khiết 99,9 %, kíchthước hạt ≤ 1 µm. - Chất hóa dẻo dioctylphtalat (DOP) (Trung Quốc), PA. - Chất hóa rắn polyethylene polyamin (Trung Quốc), d=1,014 g/cm3, PA. - Vải thủy tinh loại E, oxide kiềm dưới 1,0 % (Trung Quốc).104 V. N. Toán, Đ. B. Minh, N. M. Trí, “Nghiên cứu chế tạo và đánh giá … composite cản xạ.”Nghiên cứu khoa học công nghệ2.1.2. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu Bảng 1. Dụng cụ và thiết bị nghiên cứu.TT Dụng cụ TT Thiết bị Cân phân tích OHAUS, độ chính xác 10-3 g 1 Cốc nhựa dung tích 500 mL 7 (Mỹ) Khuôn gỗ kích thước (30×15×2) 2 8 Phổ hồng ngoại TENSOR II (Mỹ) cm Máy đo độ cứng Shore Scale Durometer 3 Tấm kính kích thước (1×1) m 9 Hardness Tester (Anh) Máy đo độ bền kéo đứt GOTECH AL-7000-M 4 Băng dính, Que khuấy 10 (Đài Loan) 5 Pipet thể tích 5 mL và 10 mL 11 Máy đo độ bền va đập (Trung Quốc) Ống đong dung tích 25 mL, 50 mL Máy đo bức xạ gamma Radiagen X2000 code 6 12 và 100 mL 76687 (Mỹ)2.2. Phương pháp nghiên cứu2.2.1. Phương pháp chế tạo vật liệu composite cản xạ a. Khảo sát ảnh hưởng của chất hóa dẻo: - Chuẩn bị 6 cốc nhựa khô, sạch, dung tích 500 mL, đánh số thứ tự từng cốc. - Cho vào mỗi cốc 80 g nhựa YD-128 (hoặc E-44), bổ s ...