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由于近期工业的快速发展,日常生活,医疗卫生等领域对防辐射材料,特别是透明防辐射材料的需要越来越大。传统防辐射材料主要以铅板和无机含铅玻璃板材为主,虽然前者具有较优异的防辐射性能,但是由于自身的笨重,不透明性导致其使用范围比较狭窄,后者虽然具有透明性,但是它力学性能较差,并且制作成型工艺复杂导致成本较高,因此也很难广泛使用,而有机含铅防辐射玻璃在具有良好的透明性和防辐射性能下,还能够兼具比重轻,力学性能优异的特点。
本研究选用黄色氧化铅(PbO)分别与α-甲基丙烯酸(MAA)和正辛酸(OA)反应,制备了不饱和的甲基丙烯酸铅[Pb(MA)2]和饱和的辛酸铅[Pb(OA)2]粉末,然后按照一定的比例将其与甲基丙烯酸甲酯(MMA)共聚成型,制备了含铅的透明有机玻璃板材。研究了制备铅盐的最佳反应工艺;同时对铅盐物理性质进行了测定,通过红外光谱(FTIR)证明了Pb(MA)2为离子化合物;同时研究了保证共聚体系成型能够得到透明板材的条件,发现Pb(OA)2的加入对成型得到透明板材起到关键作用,最终得出制备含铅有机玻璃板材基本配方体系为 MMA+Pb(OA)2+Pb(MA)2;研究了甲基丙烯酸正丁酯(BMA)参与共聚对板材各种性能的影响,发现BMA能够改善板材的抗冲击性能,但同时也降低了板材的维卡软化点;研究了苯乙烯(St)的加入对板材各种性能的影响,发现St的加入能够有效改善板材的白度,但是对其他性能影响不大;研究了两种铅盐对板材的玻璃化转变温度(Tg)的影响,发现由于两种铅盐对板材Tg的影响是相反的作用,因此导致板材的Tg变化并不是随着铅含量变化而呈单向变化;实验中还测试了含铅玻璃板材的热分解温度(Td)在350-450℃之间,含铅30%的的板材铅当量约为0.34mmPh。