RU2768360C1 - Рентгенозащитная композиция - Google Patents
Рентгенозащитная композиция Download PDFInfo
- Publication number
- RU2768360C1 RU2768360C1 RU2021124774A RU2021124774A RU2768360C1 RU 2768360 C1 RU2768360 C1 RU 2768360C1 RU 2021124774 A RU2021124774 A RU 2021124774A RU 2021124774 A RU2021124774 A RU 2021124774A RU 2768360 C1 RU2768360 C1 RU 2768360C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ray
- ray protective
- protective
- filler
- pts
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 19
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 claims abstract description 11
- 239000005060 rubber Substances 0.000 claims abstract description 11
- -1 dimethylsiloxane Chemical class 0.000 claims abstract description 10
- BRCWHGIUHLWZBK-UHFFFAOYSA-K bismuth;trifluoride Chemical compound F[Bi](F)F BRCWHGIUHLWZBK-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims abstract description 9
- 239000004848 polyfunctional curative Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000945 filler Substances 0.000 claims description 11
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 claims description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 18
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 2
- VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N n-Hexane Chemical compound CCCCCC VLKZOEOYAKHREP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N Butadiene Chemical compound C=CC=C KAKZBPTYRLMSJV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 4
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 4
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 229910000464 lead oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N oxolead Chemical compound [Pb]=O YEXPOXQUZXUXJW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000128 polypyrrole Polymers 0.000 description 2
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 2
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 2
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 2
- QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 2-ethenylbuta-1,3-dienylbenzene Chemical compound C=CC(C=C)=CC1=CC=CC=C1 QSOMQGJOPSLUAZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N Tetraethyl orthosilicate Chemical compound CCO[Si](OCC)(OCC)OCC BOTDANWDWHJENH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XUGISPSHIFXEHZ-GPJXBBLFSA-N [(3r,8s,9s,10r,13r,14s,17r)-10,13-dimethyl-17-[(2r)-6-methylheptan-2-yl]-2,3,4,7,8,9,11,12,14,15,16,17-dodecahydro-1h-cyclopenta[a]phenanthren-3-yl] acetate Chemical compound C1C=C2C[C@H](OC(C)=O)CC[C@]2(C)[C@@H]2[C@@H]1[C@@H]1CC[C@H]([C@H](C)CCCC(C)C)[C@@]1(C)CC2 XUGISPSHIFXEHZ-GPJXBBLFSA-N 0.000 description 1
- ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N antimony trioxide Inorganic materials O=[Sb]O[Sb]=O ADCOVFLJGNWWNZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002238 attenuated effect Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 1
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000416 bismuth oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000012512 characterization method Methods 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N dibismuth;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Bi+3].[Bi+3] TYIXMATWDRGMPF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 231100000086 high toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 229910000311 lanthanide oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000002114 nanocomposite Substances 0.000 description 1
- 239000002105 nanoparticle Substances 0.000 description 1
- 150000002825 nitriles Chemical class 0.000 description 1
- 238000006116 polymerization reaction Methods 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001930 tungsten oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002604 ultrasonography Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
- G21F1/00—Shielding characterised by the composition of the materials
- G21F1/02—Selection of uniform shielding materials
- G21F1/10—Organic substances; Dispersions in organic carriers
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты для людей и оборудования от рентгеновского излучения. Рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, включающая: диметилсилоксановый каучук - 20 масс. ч.; фторид висмута - 78 масс. ч.; отвердитель - 0.4 масс.ч. Изобретение позволяет улучшить рентгенозащитные свойства и физико-химические характеристики рентгенозащитного материала.
Description
Изобретение относится к радиационно-защитным материалам и может быть использовано для изготовления средств защиты для людей и оборудования от рентгеновского излучения.
Известны рентгенозащитные композиции на основе поливинилхлорида (ПВХ) и полипиррола, содержащие в качестве наполнителя порошкообразный свинец или оксид свинца [Wardley R.B. UK Patent Application, GB 2118410 A, 1983, Hosseini, S.H., Ezzati, S.N., Askari, M., Synthesis, characterization and &»ray shielding properties of polypyrrole / lead nanocomposites. Pohm. Adv. Technol. 2015, 26, 561-568]. Композиции обеспечивают хорошее ослабление (HVT (толщина половинного ослабления) ниже 0.1 мм при энергии рентгеновских фотонов до 25 кэВ), но имеют существенные недостатки: высокая токсичность наполнителя, недостаточная гибкость и жесткость материала. Недостатки таких композиций создают технологические трудности при изготовлении изделий на их основе и служат препятствием для широкого использования материала.
Известна рентгенозащитная композиция на основе бутадиенового (или бутадиен-нитрильного) и дивинилстирольного каучуков, содержащая в качестве наполнителя вольфрам и оксиды тяжелых металлов [Андреев В.В., Попков К.К., Барковский А.Н., Добренякин Ю.П., Милюхина Г.К., Кузнецов Р.А., Хухарев В.В., Титов А.А., Старостин Б.С. Патент РФ №2030803, опубл. 10.03.1995]. Получаемый на ее основе материал обладает высокой рентгенозащитной эффективностью (свинцовый эквивалент - 0.52 мм для образцов с максимальным содержанием окиси свинца. 0.80 мм для образцов с максимальным содержанием вольфрама), однако его недостатками являются недостаточно широкий температурный интервал применения (-30-180°С), а также большой удельный вес.
Известна рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, содержащая в качестве наполнителя наночастицы оксида висмута, однако его защитные свойства недостаточно высоки (свинцовый эквивалент - 0.25 мм для образцов толщиной 3.73 мм) [Nambiar, Sh., Osei, Е.K. Yeow, J.T.W. Polymer Nanocomposite-Based Shielding Against Diagnostic X-rays J. APPL, POLYM. SCI. 2013, 127, 6, 4939-4946].
Наиболее близким аналогом, взятым за прототип, является композиция для защиты от рентгеновского излучения на основе диметилсилоксанового каучука СКТН-А. содержащая в качестве наполнителя смесь оксидов лантаноидов ВКР-5М (ТУ 95.1537-87-1) и оксид сурьмы (III) в соотношении (мас. ч): СКТН-А - 100, порошкообразный наполнитель (смесь ВКР-5М и Sb2O3)- 350-450, катализа гор холодного отверждения К-68 (ТУ 38.303-04-05-90) - 3-4. [Кушникова Р.В., Пряникова I.Ф. Патент РФ, №2156509 опубл. 20.09.2000, бюл. №26]. Эффективность защиты (свинцовый эквивалент) 0.45-0.57. Недостатками материала являются относительно невысокая термостойкость и термоокислительная стабильность, не позволяющая использовать материал длительно при температуре 250-300°С, а также недостаточно высокие рентгенозащитные свойства.
Задачей заявляемого изобретения является получение рентгенозащитного материала с улучшенными защитными и физико-химическими характеристиками, который может наноситься на одежду и элементы защищаемых конструкций разной геометрии.
Технических результатом предлагаемого изобретения является улучшение рентгенозащитных свойств и физико-химические характеристик рентгенозащитного материала, возможность нанесения на сложные поверхности и расширение температурного диапазона применения материала.
Технический результат достигается тем, что в рентгенозащитной композиции на основе диметилсилоксанового каучука, включающей катализатор холодного отверждения и поглощающий рентгеновское излучение наполнитель, в качестве наполнителя использован фторид висмута при соотношении массовых частей:
| диметилсилоксановый каучук | 20 масс. ч. |
| фторид висмута | 78 масс. ч. |
| отвердитель | 0.4 масс. ч. |
Фторид висмута в виде мелкодисперсного порошка вводится в полимер на стадии полимеризации. Максимальное количество фторида висмута в системе, при котором материал сохраняет механическую прочность, эластичность и термическую устойчивость, составляет 78 массовых частей (содержание основного вещества не менее 99.9%).
Способ получения рентгенозащитного материала на полимерной основе, включает следующие стадии:
1 - смешивание раствора каучука СКТН-Л (20 масс. ч.) в гексане с порошком фторида висмута (78 масс. ч.):
2 - перемешивание смеси на магнитной мешалке в течение 20 мин;
3 - помешивание смеси при воздействии ультразвука в течение 20 мин;
4 - добавление 0.4 масс. ч. раствора аминопропилтриэтоксилана (АГМ-9) в этилсиликате с соотношением 1:4 (катализатора К-68) и перемешивание смеси еще 5 мин;
5 - удаление растворителя при пониженном давлении.
Для изготовления опытных образцов композиция заливается в форму необходимого размера. Время отверждения приготовленного материала при комнатной температуре - 20 часов.
Заявляемое изобретение иллюстрируется следующим примером: На магнитной мешалке к раствору 1.0 г СКТН-А в 10 мл гексана при перемешивании добавили 3.0 г порошкообразного BiF3 (H2O), смесь перемешивали в течение 20 мин при комнатной температуре. Затем смесь помещали в ультразвуковую ванну и перемешивали в течение еще 20 мин. К смеси добавляли 0.02 г катализатора, затем ее перемешивали еще 5 мин. Гексан удаляли при пониженном давлении, остаток в виде вязкой белой жидкости перенесли в металлическую форму (15 × 15 × 2 мм). Для исключения прилипания образца к поверхности формы ее дно перед заполнением рабочей суспензией покрывали парафильмовой пленкой Parafiim РМ-992. После заполнения форму накрыли такой же пленкой Parafilm РМ-992 и стеклянной пластиной. Для выдавливания излишков рабочей суспензии и формирования ровной поверхности образца на стеклянную пластину помещали груз. Время отверждения приготовленного материала при комнатной температуре ~ 20 часов.
Экспериментально полученные экранирующие характеристики материала, состоящего из 20 масс. ч. диметилсилоксанового каучука СКТН-А и 78 масс. ч. фторида висмута, соответствуют следующим параметрам: толщина слоя материала, при которой интенсивность радиации ослабляется в два раза (HVL) составляет 2 мм, массовый коэффициент ослабления 35.2 μч см2/г. Присутствие наполнителя - фторида висмута - не оказывает существенного влияния на терморазложение материала, его термостойкость определяется термостойкостью полисилоксановой матрицы.
Таким образом, решение технической задачи позволяет получить термостойкий рентгенозащитный висмутсодержащий композитный материал на полимерной основе с возможностью нанесения на одежду и элементы защищаемых конструкций разной геометрии.
Claims (2)
- Рентгенозащитная композиция на основе диметилсилоксанового каучука, включающая катализатор холодного отверждения и поглощающий рентгеновское излучение наполнитель, отличающаяся тем, что в качестве наполнителя использован фторид висмута при соотношение массовых частей:
-
диметилсилоксановый каучук 20 масс. ч. фторид висмута 78 масс. ч. отвердитель 0.4 масс. ч.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021124774A RU2768360C1 (ru) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Рентгенозащитная композиция |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2021124774A RU2768360C1 (ru) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Рентгенозащитная композиция |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2768360C1 true RU2768360C1 (ru) | 2022-03-24 |
Family
ID=80819755
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2021124774A RU2768360C1 (ru) | 2021-08-19 | 2021-08-19 | Рентгенозащитная композиция |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2768360C1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2849037C1 (ru) * | 2025-04-10 | 2025-10-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Эпоксидный рентгенозащитный материал и способ его получения |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138865C1 (ru) * | 1995-06-29 | 1999-09-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Рентгенозащитная композиция |
| US20050258404A1 (en) * | 2004-05-22 | 2005-11-24 | Mccord Stuart J | Bismuth compounds composite |
| RU2281572C2 (ru) * | 2003-01-20 | 2006-08-10 | Российская Федерация в лице Министерства Российской Федерации по атомной энергии-Минатом РФ | Рентгенозащитное покрытие |
| RU2415485C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Рентгенозащитная композиция |
| RU2460751C1 (ru) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала |
-
2021
- 2021-08-19 RU RU2021124774A patent/RU2768360C1/ru active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2138865C1 (ru) * | 1995-06-29 | 1999-09-27 | Российский Федеральный Ядерный Центр - Всероссийский Научно-Исследовательский Институт Экспериментальной Физики | Рентгенозащитная композиция |
| RU2281572C2 (ru) * | 2003-01-20 | 2006-08-10 | Российская Федерация в лице Министерства Российской Федерации по атомной энергии-Минатом РФ | Рентгенозащитное покрытие |
| US20050258404A1 (en) * | 2004-05-22 | 2005-11-24 | Mccord Stuart J | Bismuth compounds composite |
| RU2415485C1 (ru) * | 2009-06-30 | 2011-03-27 | Открытое Акционерное Общество "Государственный Ракетный Центр Имени Академика В.П. Макеева" | Рентгенозащитная композиция |
| RU2460751C1 (ru) * | 2011-04-15 | 2012-09-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ивановский государственный химико-технологический университет" | Композиция на основе жидкого низкомолекулярного силоксанового каучука для огнестойкого материала |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2849037C1 (ru) * | 2025-04-10 | 2025-10-22 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Ордена Трудового Красного Знамени Институт нефтехимического синтеза им. А.В. Топчиева Российской академии наук (ИНХС РАН) | Эпоксидный рентгенозащитный материал и способ его получения |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Intom et al. | Mechanical and radiation shielding properties of flexible material based on natural rubber/Bi2O3 composites | |
| Adlienė et al. | Development and characterization of new tungsten and tantalum containing composites for radiation shielding in medicine | |
| US7645506B2 (en) | Radiation protection material method for production of a radiation protection material and use of the same | |
| KR101145703B1 (ko) | 방사선 차폐 시트 | |
| EP1691761B1 (en) | A low-weight ultra-thin flexible radiation attenuation composition | |
| KR101261340B1 (ko) | 방사선 차폐 시트 | |
| EP2977990B1 (en) | Coating type radiation-shielding material and radiation-shielding elastomeric material | |
| DE3303649A1 (de) | Unter ausschluss von wasser lagerfaehige, bei zutritt von wasser bei raumtemperatur zu elastomeren vernetzende massen | |
| DE2638471B2 (de) | Verfahren zum Härten von Organopolysiloxanen durch Wellenstrahlung | |
| RU2768360C1 (ru) | Рентгенозащитная композиция | |
| DE69314272T2 (de) | Polydimethylsiloxane mit niedrigem Modul und Verfahren zur Herstellung | |
| DE69016277T2 (de) | Fluorelastomerzusammensetzung mit verbesserten Hafteigenschaften. | |
| US3114721A (en) | Radiation shielding compositions | |
| RU2451704C1 (ru) | Композиция для нейтронной защиты на основе полидиметилсилоксана | |
| KR102334663B1 (ko) | 무납 감마선 차폐 시트 및 이의 제조방법 | |
| JP6957538B2 (ja) | 放射線遮蔽材用液状シリコーンエラストマー組成物、放射線遮蔽材用液状シリコーンエラストマー組成物の製造方法、及び放射線遮蔽シリコーンゴム成型物 | |
| JPS5912964A (ja) | ポリオルガノシロキサン組成物 | |
| Apipunyasopon et al. | Characterization of natural rubber as a bolus material for electron beam radiotherapy | |
| Alipio et al. | Development of an X-ray shielding material based on eggshells and crab shells | |
| KR101804295B1 (ko) | 방사선 차폐용 고무 조성물 및 이를 이용한 방사선 차폐시트 | |
| US20160015836A1 (en) | Water-Equivalent Phantom | |
| Konruang et al. | Preparation of lead-free X-ray shielding materials based on natural rubber/barium sulfate composites | |
| Christensen et al. | Attenuation characteristics of gypsum wallboard | |
| JP2020003371A (ja) | 次世代ガンマ線遮蔽シート | |
| RU2515493C1 (ru) | Композит для защиты от космической радиации |