聚氨酯弹性体伽马辐射损伤行为及耐辐射性能研究
发布时间：2025-02-09 09:53
聚氨酯弹性体兼具橡胶的高弹性和塑料的高强度特性,且产品性能可调节范围大,被广泛应用于核电站、航空航天、核动力系统等领域,成为极具发展前景的材料。面对γ射线、电子束等高能辐射环境,材料内部分子链及网络结构发生交联、断裂、重排等变化,并进一步引起宏观力学性能的显著变化。因此,全面地认识聚氨酯弹性体在高能辐射环境下的辐射损伤行为,并在此基础上设计开发具有耐辐射特性的聚氨酯弹性体材料具有重要理论和实践意义。聚氨酯弹性体的宏观力学性能与其微相分离结构紧密相关。目前,关于聚氨酯弹性体辐射损伤行为的研究主要集中在辐解产物及老化机理、力学性能等方面的研究,但在辐射导致微相分离结构的演化方面的关注不够,无法从微相分离结构角度阐述宏观力学性能劣化的原因。同时,在提升聚氨酯弹性体的耐辐射性能仍面临挑战,在耐辐射机理分析方面也需进一步加强。本论文系统地分析了聚氨酯弹性体在高能辐射环境下的分子链松弛行为和微相分离结构演化规律,并探讨了微相分离结构与宏观力学性能的构效关系;在深入认识聚氨酯弹性体辐射损伤的基础上,通过引入聚多巴胺、石墨烯等自由基淬灭剂,设计开发了具有耐辐射特性的聚氨酯弹性体材料,并揭示其耐辐射性能提...
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 高分子辐射化学概述
1.2 聚氨酯弹性体材料概述
1.2.1 聚氨酯弹性体微相分离结构简介
1.2.2 聚氨酯弹性体微相分离结构表征技术
1.3 聚氨酯弹性体辐射损伤行为研究
1.3.1 高能射线对聚氨酯弹性体的力学性能的影响
1.3.2 高能射线下聚氨酯弹性体的辐解产物及老化机理研究
1.3.3 高能射线下聚氨酯弹性体的微相分离结构演化研究
1.4 耐辐射高分子材料的设计及辐射防护机理
1.4.1 耐辐射高分子材料的设计方法
1.4.2 提高石墨烯在聚氨酯弹性体中分散性的方法
1.5 论文的研究思路
第二章 实验方法
2.1 聚氨酯弹性体及其复合材料的制备
2.1.1 主要原材料
2.1.2 聚氨酯弹性体的制备
2.1.3 基于物理共混的聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备
2.1.4 基于原位聚合的石墨烯/聚氨酯弹性体的制备
2.1.5 聚氨酯弹性体及其纳米复合材料的辐射实验
2.2 结构表征
2.2.1 傅里叶变换红外光谱
2.2.2 热失重分析
2.2.3 动态力学热分析
2.2.4 扫描电子显微镜
2.2.5 透射电子显微镜
2.2.6 凝胶渗透色谱
2.2.7 X射线光电子能谱
2.2.8 电子顺磁共振谱
2.2.9 小角散射技术
2.2.10 宽频介电松弛谱
2.2.11 拉伸性能测试
第三章 γ射线作用下聚醚型聚氨酯弹性体的微观结构演化及介电松弛行为
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体化学结构的影响
3.2.2 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体分子量及其分布的影响
3.2.3 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体分子链松弛行为的影响
3.2.4 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体微相分离结构的影响
3.2.5 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体力学性能的影响
3.3 小结
第四章 γ射线作用下聚酯型聚氨酯弹性体的微观结构演化及介电松弛行为
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体化学结构的影响
4.2.2 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体分子链松弛行为的影响
4.2.3 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体微相分离结构的影响
4.2.4 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体力学性能的影响
4.3 小结
第五章 聚多巴胺/聚氨酯纳米复合材料的微观结构演化及耐辐射性能研究
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 聚多巴胺纳米颗粒的制备
5.2.2 γ射线对聚多巴胺/聚氨酯弹性体化学结构的影响
5.2.3 γ射线对PDA/PU复合材料分子量及其分布的影响
5.2.4 γ射线对PDA/PU复合材料分子链松弛行为的影响
5.2.5 γ射线对PDA/PU复合材料微相分离结构的影响
5.2.6 γ射线对PDA/PU复合材料力学性能的影响
5.2.7 PDA/PU复合材料耐辐射机理分析
5.3 小结
第六章 基于物理共混法的石墨烯/聚氨酯纳米复合材料辐射损伤行为
6.1 引言
6.2 结果与讨论
6.2.1 聚多巴胺修饰石墨烯纳米片的制备及生长规律研究
6.2.2 聚多巴胺包覆石墨烯纳米片(PDA-GNP)结构表征
6.2.3 γ射线对石墨烯/聚氨酯弹性体分子量的影响
6.2.4 γ射线对石墨烯/聚氨酯纳米复合材料介电松驰行为的影响
6.2.5 γ射线对石墨烯/聚氨酯复合材料微相分离结构
6.2.6 γ射线对石墨烯/聚氨酯复合材料力学性能的影响
6.2.7 石墨烯/聚氨酯复合材料耐辐射机理分析
6.3 小结
第七章 高强高韧型石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及辐射损伤研究
7.1 引言
7.2 结果与讨论
7.2.1 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的化学结构表征
7.2.2 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的热性能表征
7.2.3 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的微观形貌表征
7.2.4 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的微相分离结构表征
7.2.5 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的力学性能表征
7.2.6 γ射线对石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的力学性能的影响
7.3 小结
第八章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4032036
【文章页数】：138 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 高分子辐射化学概述
1.2 聚氨酯弹性体材料概述
1.2.1 聚氨酯弹性体微相分离结构简介
1.2.2 聚氨酯弹性体微相分离结构表征技术
1.3 聚氨酯弹性体辐射损伤行为研究
1.3.1 高能射线对聚氨酯弹性体的力学性能的影响
1.3.2 高能射线下聚氨酯弹性体的辐解产物及老化机理研究
1.3.3 高能射线下聚氨酯弹性体的微相分离结构演化研究
1.4 耐辐射高分子材料的设计及辐射防护机理
1.4.1 耐辐射高分子材料的设计方法
1.4.2 提高石墨烯在聚氨酯弹性体中分散性的方法
1.5 论文的研究思路
第二章 实验方法
2.1 聚氨酯弹性体及其复合材料的制备
2.1.1 主要原材料
2.1.2 聚氨酯弹性体的制备
2.1.3 基于物理共混的聚氨酯弹性体纳米复合材料的制备
2.1.4 基于原位聚合的石墨烯/聚氨酯弹性体的制备
2.1.5 聚氨酯弹性体及其纳米复合材料的辐射实验
2.2 结构表征
2.2.1 傅里叶变换红外光谱
2.2.2 热失重分析
2.2.3 动态力学热分析
2.2.4 扫描电子显微镜
2.2.5 透射电子显微镜
2.2.6 凝胶渗透色谱
2.2.7 X射线光电子能谱
2.2.8 电子顺磁共振谱
2.2.9 小角散射技术
2.2.10 宽频介电松弛谱
2.2.11 拉伸性能测试
第三章 γ射线作用下聚醚型聚氨酯弹性体的微观结构演化及介电松弛行为
3.1 引言
3.2 结果与讨论
3.2.1 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体化学结构的影响
3.2.2 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体分子量及其分布的影响
3.2.3 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体分子链松弛行为的影响
3.2.4 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体微相分离结构的影响
3.2.5 γ射线对聚醚型聚氨酯弹性体力学性能的影响
3.3 小结
第四章 γ射线作用下聚酯型聚氨酯弹性体的微观结构演化及介电松弛行为
4.1 引言
4.2 结果与讨论
4.2.1 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体化学结构的影响
4.2.2 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体分子链松弛行为的影响
4.2.3 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体微相分离结构的影响
4.2.4 γ射线对聚酯型聚氨酯弹性体力学性能的影响
4.3 小结
第五章 聚多巴胺/聚氨酯纳米复合材料的微观结构演化及耐辐射性能研究
5.1 引言
5.2 结果与讨论
5.2.1 聚多巴胺纳米颗粒的制备
5.2.2 γ射线对聚多巴胺/聚氨酯弹性体化学结构的影响
5.2.3 γ射线对PDA/PU复合材料分子量及其分布的影响
5.2.4 γ射线对PDA/PU复合材料分子链松弛行为的影响
5.2.5 γ射线对PDA/PU复合材料微相分离结构的影响
5.2.6 γ射线对PDA/PU复合材料力学性能的影响
5.2.7 PDA/PU复合材料耐辐射机理分析
5.3 小结
第六章 基于物理共混法的石墨烯/聚氨酯纳米复合材料辐射损伤行为
6.1 引言
6.2 结果与讨论
6.2.1 聚多巴胺修饰石墨烯纳米片的制备及生长规律研究
6.2.2 聚多巴胺包覆石墨烯纳米片(PDA-GNP)结构表征
6.2.3 γ射线对石墨烯/聚氨酯弹性体分子量的影响
6.2.4 γ射线对石墨烯/聚氨酯纳米复合材料介电松驰行为的影响
6.2.5 γ射线对石墨烯/聚氨酯复合材料微相分离结构
6.2.6 γ射线对石墨烯/聚氨酯复合材料力学性能的影响
6.2.7 石墨烯/聚氨酯复合材料耐辐射机理分析
6.3 小结
第七章 高强高韧型石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的制备及辐射损伤研究
7.1 引言
7.2 结果与讨论
7.2.1 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的化学结构表征
7.2.2 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的热性能表征
7.2.3 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的微观形貌表征
7.2.4 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的微相分离结构表征
7.2.5 石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的力学性能表征
7.2.6 γ射线对石墨烯/聚氨酯纳米复合材料的力学性能的影响
7.3 小结
第八章 总结与展望
8.1 总结
8.2 展望
致谢
参考文献
附录
本文编号：4032036
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