聚醚聚氨酯泡沫塑料的辐射老化研究

! ! 聚氨酯具有耐磨损、 耐油、 耐撕裂、 耐化学
腐蚀、 与其它材质粘结性好、 高弹性和吸震能力
强等优异性能， 广泛用于工业、 农业、 医疗、 交
通、 国防、 航天航空等领域 ［,］。文献 ［*， "］ 报道
了聚氨酯弹性体在紫外光作用下的降解机理，
降解后材料的分子量有所下降， 并有羧酸和对
苯酮等物质生成。文献 ［E］ 报道了高能辐射引
发的聚氨酯材料降解。高能辐射和紫外光的能
量差别很大， 它们作用于材料时的辐射规律不
同， 包括材料的断链方式和辐射降解产物皆有
所不同。不同结构的聚氨酯 （按硬段的不同，
有芳烃类和脂肪烃类之分； 按软段的不同， 有聚
醚聚氨酯和聚酯聚氨酯之别） ， 它们的耐辐射
性各异， 其降解机理也不尽相同 ［I］。关于高能
辐射对聚氨酯作用的研究工作， 国外有较多研
究 ［$， #］， 但对于电子束辐照场中的硬质聚醚聚
氨酯泡沫材料的实验研究及辐射降解规律， 迄
今为止尚未见文献报道。本工作研究聚醚聚氨
酯 （2;?@） 泡沫材料经电子束作用后的辐射降
解规律， 旨在为 2;?@ 材料在辐照场中的应用
提供依据。

!# !" 材料
!"#$ 泡沫材料， 由中国工程物理研究院
化工材料研究所制备， 成品中不含发泡剂等助
剂。原料由聚合的二苯基甲烷二异氰酸酯、 聚
醚 （牌号%&%） 和三乙醇胺组成。
!# $" 实验方法
将样品置于特制的安瓿瓶 （带有气体取样
支管） 中， 抽至真空 （真空度为’( ) #*） 后封口。
+*, -. /0*11 加速器产生的电子束能量为
) 2.+， 束流为 &( )3 45。试样置于距钛窗口
’& 64 处的传送机上， 扫描宽度 7& 64， 传送机
传送速度 &( 8 649 :。调整电子能量、 束流， 以
得到需要的剂量率。为便于散热， 采用间歇式
方式进行辐照。累积剂量由传送机穿过窗口累
计时间和剂量率确定。剂量由热释光剂量计标
定， 该热释光剂量计经上海大学射线研究所比
对。
!# %" 分析与测试
!# %# !" 辐解气体分析; 采用气相色谱仪 （惠
普公司 <#=8>& 型） 测定辐解气体的组分和产
量， 采用负压进样系统进样。
!# %# $" 材料的热稳定性分析; 在氮气气氛中
用 ?*@*0*4 公司 "/5A 型热分析仪测试辐照前
后 !"#$ 泡沫材料从室温到A3& B的质量损失
率。升温速率为’& B 9 4C,。
!# %# %" 材料的结构分析; 用 ?D)3&2E% 型扫
描电镜 （?!2） 分析 !"#$ 泡沫材料的剖面泡孔
结构。利用 F!GH( F!2D’)&&!I 型透射电镜
（"!2） 对 !"#$ 材料的内部结构进行分析。材
料需先用环氧树脂包埋， 在室温下固化后用超
薄切片机二次切片， 经 G:G7 染色后再用透射
电镜观测其形态。
图’; !"#$ 样品在真空中辐照后的气相色谱图
（吸收剂量为8 Q ’&3
/R）
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C00*-C*@.- C, X*6YY4 ZC@T *[:U0[.- -U:. U1 8 Q ’&3
/R
’— — —<)；)— — —J<7；
%— — —JG)；7— — —J) <=
表’ 列出了辐解气体随吸收剂量的变化。
从表’ 可见： JG) 生成量随吸收剂量的增高而
增大， 当吸收剂量达到’( 3 2/R 后， JG) 生成量
趋于平稳， 估计是与碳、 氧相连的价键较弱部分
在高吸收剂量辐照下几乎均遭到了辐射破坏，
如要进一步损伤材料， 则需更大的吸收剂量。
在讨论的吸收剂量范围内， <) 的生成量呈上升
趋势。J<7 的生成量在 &( 8 2/R 时达到最大
值， 之后呈下降和平稳趋势。
表!" 吸收剂量对辐解气体生成量的影响
（吸收剂量率 * !# $ + !,-
./·012 3 !
）
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）
气体 吸收剂量9 2/R 生成量9 （4H·P O ’
）
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