CHEMICAL RESISTANCE OF SELF-ADHESIVE RADIATION SHIELDING MATERIALS
Authors: Черкасов В.Д. , Юркин Ю.В. , Пильщиков В.О. , Вохмянин М.А. 
Published: July 2024

Радиационные технологии прочно вошли во многие сферы деятельности человека (медицина, приборостроение, наука и др.). Использование радиационных технологий потребовало создание биологических защит. Эффективным средством защиты оказались радиационно-защитные материалы. Перспективным сырьевым материалом для получения радиационно-защитных материалов являются полимеры. Комбинируя состав полимерной матрицы и химический состав внедренных частиц, можно получать различные типы материалов, отвечающие соответствующим потребностям и критериям защиты при различных эксплуатационных воздействиях. В качестве альтернативы свинцовым экранам выступают полимерные композиционные материалы, которые являются экологически чистыми и нетоксичными, имеют малый вес и гибкие по природе, что важно для применения в целях радиационной защиты. Существенным требованием к качеству радиационно-защитных материалов является способность материала сохранять свои защитные свойства при воздействии на них различных агрессивных химических сред. Цель данной работы – изучение химической стабильности полимерных композитов на основе СКЭПТ. В качестве основного полимера взят этиленпропиленовый каучук Mitsui EPT 3092pm (Япония) с содержанием этилена 65 % и диена 4,6 %; вязкость по Муни 61 при 125 С. Как пластификатор используется индустриальное масло И-40 ГОСТ 20799-88 (Россия). В качестве агента липкости принята алкилфенолформальдегидная смола SP-1045 (Франция). Роль наполнителя играет микробарит Мибари 10-98/96 (Россия) со средним диаметром частиц 10 мкм. Образцы, изготовленные из испытуемого материала, помещались в испытательную жидкость на заданное время и при заданной температуре. Испытания проводились согласно ГОСТ 12020 «Пластмассы. Методы определения стойкости к действию химических сред». В качестве испытательных жидкостей выступали дистиллированная вода (ГОСТ 6709), перекись водорода (ГОСТ 10929), фенол (ГОСТ 23519) и мыльный раствор (с массовой долей 1 %). После испытаний в испытательных жидкостях было установлено незначительное увеличение массы образцов. Этот эффект связан с водопоглощением. На основании визуального осмотра испытуемых образцов после воздействия агрессивных сред наличия на поверхности материала каких-либо дефектов не выявлено. Анализируя эти факты, можно сделать заключение, что радиационно-защитный материал на основе СКЭПТ обладает химической стойкостью к выбранным испытательным жидкостям и его можно отнести к инертным материалам.

Radiation technologies have permeated numerous areas of human activity: medicine, machine building, science, and many others. The use of radiation technology required the development of biological defense. Radiation shielding materials proved to be an effective means of protection. Polymers are deemed to be promising raw materials for radiation shielding. By combining the composition of the polymer matrix and chemical composition of embedded particles, it is possible to obtain various types of materials that meet different needs and protection criteria under various operational influences. As an alternative to lead shields, polymer composite materials are environmentally friendly and non-toxic, light in weight and flexible in nature for radiation protection applications. An important requirement for the quality of radiation shielding materials is the ability of the material to maintain its shielding properties when exposed to various aggressive chemical environments. The aim of this research is to study chemical stability of polymer composites based on copolymer ethylene propylene rubber (EPDM). Ethylene propylene rubber Mitsui EPT 3092pm (Japan) with an ethylene content of 65 % and a diene of 4.6 %; Mooney viscosity 61 at 125 °C was taken as the main polymer. The industrial oil I-40 GOST 20799-88 (Russia) is used as a plasticizer. An alkyl-phenol-formaldehyde resin SP-1045 (France) was taken as a sticking agent. Mibari microbarite 10-98 / 96 (Russia) with an average particle diameter of 10 μm was taken as a filler. The samples produced from test material were placed in the test fluid for a predetermined time and at a given temperature. Tests were carried out according to GOST 12020 “Plastics. Methods for determination of resistance to chemical media.” Distilled water (GOST 6709), hydrogen peroxide (GOST 10929), phenol (23519) and soap solution (with a mass fraction of 1 %) acted as test liquids. After the experiment the test liquids featured a slight increase in sample weight. This effect is associated with water absorption. Based on a visual inspection of test samples after the exposure to aggressive media, no defects on the surface of the material were detected. Having analyzed these facts, the authors came to conclusion that radiation-shielding material based on EPDM has chemical resistance to selected test liquids and can be attributed to inert materials.