UA73412C2 - Laminated material for protection against radiation and a method for producing the material ?? ?? ???? - Google Patents

Abstract

The proposed laminated material for protection against radiation contains a layer or a number of layers of woven material and layers of resilient material with powder filler. As the filler, disperse mix of metallic particles is used. The resilient material layers are arranged on both sides of the woven material layer. The material of one of the said layers contains mix of metallic particles 2 à 9 ?m in dimension. The material of the other layer contains mix of metallic particles 9 à 100 ?m in dimension. According to the present invention, a method for producing the material with the specified physical and mechanical properties is proposed. The proposed material is distinctive by its enhanced elasticity and allows decreasing the thickness of protecting coating while retaining the characteristics that provide the required reliability of protection against radiation.

Description

Опис винаходуDescription of the invention

Група винаходів відноситься до області радіаційного матеріалознавства, фізиці і ядерній техніці, зокрема, 2 до радіаційно-захисних матеріалів і способів їхнього виготовлення, і призначена для використання в різних галузях народного господарства для захисту від радіоактивного випромінювання.The group of inventions refers to the field of radiation materials science, physics and nuclear technology, in particular, 2 to radiation protection materials and methods of their production, and is intended for use in various sectors of the national economy for protection against radioactive radiation.

В даний час актуальною задачею є створення гнучких матеріалів для захисту від радіоактивного випромінювання. Такі матеріали використовуються для облицювання приміщень, для виготовлення захисного одягу обслуговуючого персоналу і пацієнтів рентгенівських кабінетів, для захисних екранів джерел 710 гамма-випромінювань, а також для виготовлення контейнерів для транспортування і збереження радіоактивних відходів. У залежності від гнучкості, технологічності фізико-механічній міцності матеріалу, визначається область його застосування. При створенні радіаційнозахисного матеріалу враховуються конкретні умови його застосування і витрати на його виготовлення.Currently, the creation of flexible materials for protection against radioactive radiation is an urgent task. Such materials are used for the lining of premises, for the production of protective clothing for service personnel and patients of X-ray rooms, for protective screens of sources of 710 gamma radiation, as well as for the production of containers for transporting and storing radioactive waste. Depending on the flexibility, manufacturability, physical and mechanical strength of the material, the scope of its application is determined. When creating a radiation protective material, the specific conditions of its use and the costs of its production are taken into account.

Відомо, що для ослаблення інтенсивності випромінювання шаром матеріалу товщиною х відповідно до 72 загальновідомої залежності Бугера відбувається по експонентному закону:It is known that in order to weaken the intensity of radiation through a layer of material with a thickness of x, in accordance with 72 of the well-known Bouguer dependence, the exponential law occurs:

ІтіІртеМх, де: І - інтенсивність випромінювання, що пройшло шар матеріалу товщиною х;ItiIrteMx, where: I - intensity of radiation that passed through a layer of material with a thickness of x;

Іо- інтенсивність падаючого випромінювання; е - основа натурального логарифма, яка рівна 2,718;Io is the intensity of incident radiation; e - the base of the natural logarithm, which is equal to 2.718;

М - лінійний коефіцієнт ослаблення (таблична регламентована величина для кожного рентген-поглинаючого матеріалу) дорівнює відносному зменшенню інтенсивності, створюваному поглиначем товщиною 1см.M - the linear attenuation coefficient (table regulated value for each X-ray absorbing material) is equal to the relative decrease in intensity created by an absorber with a thickness of 1 cm.

Загальне ослаблення випромінювання відбувається внаслідок актів поглинання і розсіювання при взаємодії рентгенівських квантів з речовиною:The general attenuation of radiation occurs as a result of acts of absorption and scattering during the interaction of X-ray quanta with matter:

М Ма я Мес см 29 де: МА - лінійний коефіцієнт поглинання; Ге)M Ma i Mes cm 29 where: MA - linear absorption coefficient; Gee)

Мес - лінійний коефіцієнт розсіювання.Mes is the linear scattering coefficient.

При збільшенні шарів поглинача зменшення інтенсивності, створюване кожним шаром, стає усе менше.As the layers of the absorber increase, the decrease in intensity created by each layer becomes less and less.

Отже, поглинена кількість буде менше, а пройдена інтенсивність більше. При більшому коефіцієнті ослаблення потрібно розглядати більш тонкі шари. Якби коефіцієнт був дуже малий, можна розглядати значно більш товсті см шари. Лінійний коефіцієнт ослаблення буде залежати і від щільності матеріалу. Якби шар удалося зжати до -- половинної товщини він мав те ж число електронів і поглинав ту ж частину випромінювань. (К. Джоне. "Фізика радіології". Атоміздат. М., 1965 р., стор.32-33). тTherefore, the absorbed amount will be less, and the transmitted intensity will be greater. With a higher attenuation coefficient, thinner layers should be considered. If the coefficient were very small, much thicker cm layers can be considered. The linear attenuation coefficient will also depend on the density of the material. If the layer could be compressed to half its thickness, it would have the same number of electrons and absorb the same part of the radiation. (K. Jone. "Physics of radiology". Atomizdat. M., 1965, p. 32-33). t

До основних недоліків радіаційно-захисних матеріалів варто віднести їх дуже велику вагу і значні витрати «9 на виготовлення.The main disadvantages of radiation protection materials include their very large weight and significant manufacturing costs.

Основною задачею при конструюванні об'єктів захисту від рентген- і гамма-випромінювання можна вважати - зниження маси (ваги) і товщини, розроблювальних для цього радіаційно-захисних матеріалів. Однак створення компактного захисту зі зменшеною товщиною матеріалу веде до зростання його маси через використання відомих "важких" радіаційно-поглинаючих наповнювачів. І, навпаки, збереження ступеня ослаблення рентген- і « дю гамма-випромінювання при зниженні щільності матеріалу спричиняє необхідність збільшення товщини захисту. У -о цьому полягає основне протиріччя при створенні матеріалів, що забезпечують ефективний і компактний захист с від рентген- і гамма-випромінювання. :з» Відомий матеріал для захисту від рентгенівського випромінювання (А. С. СРСР Мо 765887, МПКЗ о21єг1/12, опубл.23.09.80) на основі свинцевої гуми з додатковим зовнішнім шаром з еластичного матеріалу, товщина якого 415 складає від 0,6-1,2 мм, а його поверхня виконана шорсткуватою. -1 Додатковий шар здійснює часткове розсіювання первинного пучка і застосовується для зниження навантажень на персонал від рентгенівського випромінювання. З такого матеріалу виготовляють захисні і95) рукавички, фартухи, чоботи, ковдри й інші вироби, що захищають від рентгенівського випромінювання. їз Однак, виконання додаткового шару в даному технічному рішенні не забезпечує надійний захист від 5р рентгенівського випромінювання, тому що первинний пучок тільки частково розсіюється цим шаром, а основне - поглинання випромінювання відбувається основним метало-властивим шаром матеріалу. У свою чЧергуThe main task in the construction of objects of protection against X-ray and gamma radiation can be considered to be the reduction of the mass (weight) and thickness of the radiation protection materials developed for this purpose. However, the creation of compact protection with reduced material thickness leads to an increase in its mass due to the use of known "heavy" radiation-absorbing fillers. And, on the contrary, preservation of the degree of attenuation of X-ray and du gamma radiation with a decrease in the density of the material causes the need to increase the thickness of the protection. This is the main contradiction in the creation of materials that provide effective and compact protection against X-ray and gamma radiation. :z" Known material for protection against X-ray radiation (AS USSR Mo 765887, MPKZ o21eg1/12, publ. 23.09.80) based on lead rubber with an additional outer layer of elastic material, the thickness of which 415 is from 0.6 -1.2 mm, and its surface is rough. -1 The additional layer carries out partial scattering of the primary beam and is used to reduce the burden on personnel from X-ray radiation. Protective gloves, aprons, boots, blankets and other products that protect against X-ray radiation are made from this material. However, the implementation of an additional layer in this technical solution does not provide reliable protection against 5p X-ray radiation, because the primary beam is only partially scattered by this layer, and the main - absorption of radiation occurs by the main metallic layer of the material. In your turn

КЗ свинцевий наповнювач, з одного боку, забезпечує підвищення захисних властивостей цієї гуми, а з іншого боку, свинцева гума має істотні недоліки. По-перше, свинець Через високий його зміст і власну велику щільність (11,84 г/см") мігрує з гуми, а через свою токсичність шкідливо діє на здоров'я медперсоналу і пацієнтів.KZ lead filler, on the one hand, improves the protective properties of this rubber, and on the other hand, lead rubber has significant disadvantages. Firstly, due to its high content and its own high density (11.84 g/cm"), lead migrates from rubber, and due to its toxicity, it has a harmful effect on the health of medical personnel and patients.

По-друге, свинцева гума відносно недовговічна, вона швидко старіє, розтріскується і згодом значно втрачає захисні властивості. (Ф) Тому, відомий матеріал має низьку питому радіаційну ефективність, і відповідно, обмежену область ко застосування, тому що для забезпечення захисту від гамма-випромінювань необхідно збільшувати товщину як основного, так і додаткового шарів чи матеріалу, підвищувати зміст металу, що приведе до збільшення товщини і бр ваги відомого матеріалу, і зниженню його еластичності.Secondly, lead rubber is relatively short-lived, it quickly ages, cracks and subsequently significantly loses its protective properties. (F) Therefore, the known material has a low specific radiation efficiency, and accordingly, a limited area of application, because to ensure protection against gamma radiation, it is necessary to increase the thickness of both the main and additional layers or material, to increase the metal content, which will lead to an increase in the thickness and weight of the known material, and a decrease in its elasticity.

Відомий матеріал, що захищає від проникаючого випромінювання (патент РФ Мо 2111559, МІЖ9 С21Е 1/12, опубл. 20.05.98), що містить гумову основу їі порошкоподібний металевий наповнювач. Наповнювач містить розмір часток і такий гранулометричний склад, що забезпечує максимальне упакування часток наповнювача в одиниці об'єму. 65 У відомому матеріалі забезпечується еластичність і підвищення питомої радіаційної ефективності захисту за рахунок збільшення змісту металу шляхом оптимізації гранулометричного його складу. Для одержання еластичного матеріалу достатньої твердості і міцності застосовується порошкоподібний металевий наповнювач.A known material that protects against penetrating radiation (patent RF Mo 2111559, MIZH9 S21E 1/12, publ. 05.20.98), containing a rubber base and a powdered metal filler. The filler contains the size of the particles and such a granulometric composition that ensures the maximum packing of the particles of the filler in a unit of volume. 65 The known material provides elasticity and increases the specific radiation efficiency of protection due to an increase in the metal content by optimizing its granulometric composition. To obtain an elastic material of sufficient hardness and strength, a powdered metal filler is used.

При цьому можна одержати матеріал із щільністю від 0,9 до 1,6бг/см3.At the same time, it is possible to obtain a material with a density of 0.9 to 1.6 bg/cm3.

Таким чином, використання відомого рішення дозволяє при однаковій витраті металевого наповнювачаThus, the use of the known solution allows for the same amount of metal filler

Зменшити товщину матеріалу при збереженні його захисних властивостей і поліпшити його захисні властивості при збереженні товщини матеріалу. Тому застосовуючи металевий порошкоподібний наповнювач можливо одержати матеріал із заданими фізико-механічними показниками.Reduce the thickness of the material while maintaining its protective properties and improve its protective properties while maintaining the thickness of the material. Therefore, using a metal powder filler, it is possible to obtain a material with specified physical and mechanical parameters.

Однак, матеріал з метало-властивим шаром на основі гуми неефективний для захисту від радіоактивного випромінювання, тому на основі гуми неможливо одержати матеріал з високими фізико-механічними 70 характеристиками, що забезпечують надійний захист від радіоактивного випромінювання.However, a material with a metal-specific layer based on rubber is ineffective in protecting against radioactive radiation, so it is impossible to obtain a material based on rubber with high physical and mechanical 70 characteristics that provide reliable protection against radioactive radiation.

Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є радіаційно-захисний шаруватий матеріал (патент РФ Мо 2156509, МІЖ" З21Е 1/00, В32В 5/30, опубл. 20.09.00), що містить щонайменше один шар тканого матеріалу і шари еластичного матеріалу, армовані порошкоподібним наповнювачем. Шари еластичного матеріалу розміщаються між шарами тканого матеріалу. Кожен шар еластичного матеріалу 75 виконаний із продукту полімеризації діметілсилоксанового каучуку в якості єднального, металоорганічного з'єднання з групи солей органічних кислот і олова, як каталізатор холодного затвердіння, порошкоподібного наповнювача, що містить суміш оксидів рідкісноземельних елементів, оксиду ітрію і сурми. Кожен шар еластичного і тканого матеріалів додатково покривається частково випаровується шаром металоорганічного з'єднання з групи солей органічних кислот і олова.The closest in terms of technical essence and the result achieved is the radiation-protective layered material (patent RF Mo 2156509, MIZH" З21Е 1/00, В32В 5/30, publ. 20.09.00), which contains at least one layer of woven material and layers of elastic material reinforced with powder filler. Layers of elastic material are placed between layers of woven material. Each layer of elastic material 75 is made of a polymerization product of dimethylsiloxane rubber as a binder, an organometallic compound from the group of salts of organic acids and tin, as a catalyst of cold hardening, powder filler containing a mixture of oxides of rare earth elements, yttrium oxide and antimony.Each layer of elastic and woven materials is additionally covered with a partially evaporated layer of an organometallic compound from the group of salts of organic acids and tin.

Відомий матеріал має малотоксичний склад і еластичність, необхідну для виготовлення одягу для захисту персоналу рентгенівських установок.The known material has a low-toxic composition and elasticity, necessary for the manufacture of clothing for the protection of X-ray personnel.

Істотним недоліком відомого матеріалу є велика кількість компонентів і коригувальних добавок. Крім того недостатньо високий захисний еквівалент щодо фактичної захисної товщини рідкісноземельного елемента змушує збільшувати товщину матеріалу за рахунок збільшення кількості еластичних шарів. Збільшення кількості с шарів у матеріалі приводить до зменшення ефективності його захисних і еластичних властивостей через о порушення однорідності структури. Також розташування еластичних шарів між шарами тканого матеріалу не забезпечує захисний еквівалент відповідний загальній товщині отриманого матеріалу.A significant drawback of the known material is a large number of components and corrective additives. In addition, the insufficiently high protective equivalent relative to the actual protective thickness of the rare earth element forces to increase the thickness of the material due to the increase in the number of elastic layers. An increase in the number of layers in the material leads to a decrease in the effectiveness of its protective and elastic properties due to a violation of the homogeneity of the structure. Also, the arrangement of elastic layers between layers of woven material does not provide a protective equivalent corresponding to the total thickness of the obtained material.

Застосування дорогої добавки у вигляді олова і нанесення для цього додаткового шару, а також нанесення декількох шарів еластичного матеріалу на одну сторону тканого матеріалу і з'єднання шарів тканого матеріалу «М не дозволить найбільш повно задовольнити вимогам для радіаційно-захисних конструкцій, таким як - щільність-товщина, простота технології виготовлення, зручність застосування і вартість.The use of an expensive additive in the form of tin and the application of this additional layer, as well as the application of several layers of elastic material on one side of the woven material and the connection of the layers of the woven material "M" will not allow the most complete satisfaction of the requirements for radiation protection structures, such as - density -thickness, simplicity of manufacturing technology, ease of use and cost.

У результаті відомий матеріал має вузьку область застосування. ЙAs a result, the known material has a narrow field of application. AND

Відомий спосіб виготовлення радіаційно-захисного шаруватого матеріалу (А. С. СРСР Мо 1492988, МПК 7 со (521Е1/10, опубл. 30.04.88), що передбачає введення в епоксидну смолу з'єднання металевого дрібнодисперсного порошку, перемішування й затвердження суміші. Епоксидну смолу нагрівають до 200-2102С, ї- потім уводять, постійно перемішуючи, мурашино-кислий свинець у вигляді дрібнодисперсного порошку, витримують при тій же температурі протягом 10-15 хв., потім додають при постійному перемішуванні борний ангідрид у вигляді дрібнодисперсного порошку і витримують суміш при тій же температурі протягом 20-30 « хвилин.There is a known method of manufacturing a radiation-protective layered material (AS USSR Mo 1492988, IPC 7 so (521E1/10, publ. 04.30.88), which involves introducing a compound of finely dispersed metal powder into the epoxy resin, mixing and fixing the mixture. The epoxy resin is heated to 200-2102C, and then, with constant stirring, formic acid lead in the form of a finely dispersed powder is introduced, kept at the same temperature for 10-15 minutes, then boric anhydride in the form of a finely dispersed powder is added with constant stirring and kept mixture at the same temperature for 20-30 minutes.

Основний недолік відомого способу виготовлення радіаційнозахисного матеріалу є те, що для з'єднання - с полімеру з іншими матеріалами необхідні спеціальні технології, що відрізняються підвищеною складністю. Тому, и відомий спосіб, що вимагає послідовного нанесення і склеювання декількох шарів, ускладнює і робить більш -» трудомісткої технологію виготовлення радіаційно-захисного матеріалу.The main drawback of the known method of manufacturing radiation-shielding material is that special technologies are needed to connect the polymer with other materials, which are characterized by increased complexity. Therefore, the known method, which requires successive application and gluing of several layers, complicates and makes the technology of manufacturing radiation protective material more time-consuming.

Істотним недоліком відомого способу є те, що стадію отвердіння і витримування такого матеріалу проводять при підвищених температурах. У результаті різниця коефіцієнтів теплового розширення між двома видами -і матеріалів підвищення температури до 200-2102С приводить до утворення тріщин і деформацій. с Тому до недоліків відомого способу варто віднести його низьку термостабільність. Це викликано тим, що температура плавлення свинцевих солей жирних кислот складає 800-115 9 С, а температура плинності ве полістирольної матриці близько 2002С Через різний градієнт температур плавлення наповнювача полімеру при -ь 20 нагріванні відомого матеріалу вище 802 в його структурі спостерігаються значні внутрішні напруження, що приводить до збільшення структурної неоднорідності матеріалу. Тому відомий спосіб не забезпечує одержання ї» матеріалу якість і еластичність якого задовольняє вимогам пропонованим для виготовлення захисних виробів.A significant disadvantage of the known method is that the stage of hardening and aging of such material is carried out at elevated temperatures. As a result, the difference in coefficients of thermal expansion between the two types of materials and the temperature rise to 200-2102C leads to the formation of cracks and deformations. c Therefore, its low thermal stability should be attributed to the disadvantages of the known method. This is caused by the fact that the melting point of lead salts of fatty acids is 800-115 9 C, and the fluidity temperature of the polystyrene matrix is about 2002 C. Due to the different melting temperature gradient of the polymer filler, when the known material is heated above 802, significant internal stresses are observed in its structure. which leads to an increase in the structural heterogeneity of the material. Therefore, the known method does not ensure the production of material whose quality and elasticity meets the requirements proposed for the production of protective products.

Застосування з'єднання свинцю сприяє виділенню токсичних з'єднань у процесі виробництва й експлуатації отриманих виробів.The use of lead compounds contributes to the release of toxic compounds during the production and operation of the resulting products.

Найбільш близьким по технічній суті і результату, що досягається, є спосіб виготовленняThe method of production is the closest in terms of technical essence and the result that can be achieved

ГФ) радіаційно-захисного шаруватого матеріалу (п. РФ Мо 2156509, МІЖ" 21Е1/00, В3285/30, опубл. 20.09.00), що 7 включає нанесення щонайменше на один шар тканого матеріалу шарів еластичного матеріалу, армованих порошкоподібним наповнювачем з наступним отвердінням кожного шару. Перший еластичний шар наносять на шар тканого матеріалу, а наступні шари еластичного матеріалу наносять один на одний з однієї сторони тканого бо матеріалу. Отвердіння в нормальних умовах дозволить виключити недоліки, властиві аналогу.GF) of radiation-protective layered material (item RF Mo 2156509, MIZH" 21E1/00, B3285/30, publ. 20.09.00), which 7 includes applying at least one layer of woven material layers of elastic material, reinforced with a powder-like filler with the following by curing each layer. The first elastic layer is applied to a layer of woven material, and subsequent layers of elastic material are applied to each other on one side of the woven material. Curing under normal conditions will eliminate the defects inherent in the analogue.

Однак за рахунок нанесення кожного наступного шару після затвердження попереднього зростає тривалість технологічного процесу.However, due to the application of each subsequent layer after the approval of the previous one, the duration of the technological process increases.

Крім того, відомий спосіб є складним і трудомістким, через нанесення еластичного матеріалу з однієї сторони тканого матеріалу, потім з'єднання з наступним шаром тканого матеріалу і нанесення наступних шарів 69 ра другий шар тканого матеріалу і т. п.In addition, the known method is complex and time-consuming, due to the application of elastic material on one side of the woven material, then the connection with the next layer of woven material and the application of subsequent layers 69 and the second layer of woven material, etc.

В основу першого з групи винаходів поставлена задача одержання радіаційно-захисного шаруватого матеріалу за рахунок виконання кожного наступного шару зі збільшенням гранулометричного складу наповнювача і розміщення шарів з однаковим складом наповнювача з двох сторін тканого матеріалу, що дозволяє знизити товщину і щільність одержуваного матеріалу при збереженні високих експлуатаційних характеристик, що забезпечують розширення області його застосування.The first of the group of inventions is based on the task of obtaining a radiation-protective layered material by performing each subsequent layer with an increase in the granulometric composition of the filler and placing layers with the same composition of the filler on both sides of the woven material, which allows reducing the thickness and density of the resulting material while maintaining high operational characteristics that ensure the expansion of its field of application.

В основу другого з групи винаходів поставлена задача виготовлення радіаційно-захисного шаруватого матеріалу за рахунок послідовного нанесення на тканий матеріал одночасно двох шарів з наповнювачем однакового гранулометричного складу, що дозволяє спростити спосіб нанесення шарів і наносити визначену 7/0 їхню кількість, що забезпечує одержання матеріалу заданої якості.The basis of the second of the group of inventions is the task of manufacturing a radiation-protective layered material due to the sequential application of two layers with a filler of the same granulometric composition to the woven material at the same time, which allows to simplify the method of applying the layers and to apply the specified 7/0 their quantity, which ensures the production of the material of the specified quality

Перша поставлена задача вирішується тим, що радіаційно-захисний шаруватий матеріал, що містить, щонайменше, один шар тканого матеріалу і шари еластичного матеріалу, армовані порошкоподібним наповнювачем, відповідно до винаходу, гранулометричний склад наповнювача першого шару має частки розміром від 1 до 9, Омкм, а другого - від 9,0 до 100мкм, при цьому шар з однаковим гранулометричним складом /5 наповнювача розміщений із двох сторін тканого матеріалу.The first task is solved by the fact that the radiation-protective layered material containing at least one layer of woven material and layers of elastic material reinforced with a powdery filler, according to the invention, the granulometric composition of the filler of the first layer has particles with a size of 1 to 9, Ohm, and the second - from 9.0 to 100 μm, while a layer with the same granulometric composition /5 filler is placed on both sides of the woven material.

У якості порошкоподібного наповнювача використана дисперсна метало-властива суміш.A dispersed metal-property mixture was used as a powdery filler.

Армування еластичного шару дисперсною метало-властивою сумішшю з гранулометричним складом часток розміром 1-9, 0мкм забезпечує формування на тканому матеріалі першого шару, що має більш дрібні частки суміші.Reinforcement of the elastic layer with a dispersed metal-property mixture with a granulometric composition of particles with a size of 1-9.0μm ensures the formation of the first layer on the woven material, which has smaller particles of the mixture.

Армування дисперсною метало-властивою сумішшю з гранулометричним складом часток розміром 9,0-100мкм, забезпечує максимальне упакування більш великих часток суміші в одиниці об'єму, за рахунок чого відбувається утворення однорідної композиційної структури, що сприяє підвищенню однорідності шаруватого матеріалу. За рахунок збільшення гранул порошку в наступному шарі відбувається утворення агрегативно-стійкої системи, забезпечується проникнення одного шару в іншій на границі їхньої взаємодії, що запобігає сч г розшарування матеріалу при його затвердженні.Reinforcement with a dispersed metal-property mixture with a granulometric composition of particles with a size of 9.0-100 μm ensures the maximum packing of larger particles of the mixture in a unit volume, due to which a homogeneous composite structure is formed, which contributes to increasing the homogeneity of the layered material. Due to the increase in the powder granules in the next layer, an aggregate-resistant system is formed, the penetration of one layer into the other at the border of their interaction is ensured, which prevents the delamination of the material during its approval.

За рахунок щільності укладання часток дисперсної метало-властивої суміші, забезпечується збільшення і) вмісту металу в матеріалі при зниження його щільності, що обумовлює зменшення товщини отриманого матеріалу.Due to the density of the stacking of the particles of the dispersed metal-property mixture, an increase in i) the metal content in the material is ensured with a decrease in its density, which causes a decrease in the thickness of the obtained material.

Уведенням визначеного гранулометричному складу наповнювача в кожен шар еластичного матеріалу с зо досягається підвищення адгезийной і когезийной сил зчеплення, що у свою чергу забезпечує високу якість матеріалу при збереженні необхідної гнучкості. --The introduction of the defined granulometric composition of the filler into each layer of the elastic material increases the adhesive and cohesive forces of adhesion, which in turn ensures the high quality of the material while maintaining the necessary flexibility. --

У результаті пропонованого рішення можливо одержувати радіаційнозахисний матеріал з високими «г фізико-механічними і фізико-хімічними характеристиками, що забезпечує захист від заданого рівня радіоактивного випромінювання, що і приведе до розширення діапазону його застосування. оAs a result of the proposed solution, it is possible to obtain a radiation protective material with high physico-mechanical and physico-chemical characteristics, which provides protection from a given level of radioactive radiation, which will lead to the expansion of the range of its application. at

Збільшення гранулометричного складу дисперсної метало-властивої суміші від заявленого граничного ї- значення діапазону в кожному шарі еластичного матеріалу приведе до підвищення крихкості отриманого матеріалу, а зменшення заявленого граничного розміру дисперсних часток в обох шарах приведе до зниження його міцності і радіаційно-захисних властивостей та втрати еластичності.An increase in the granulometric composition of the dispersed metal-property mixture from the declared limit value of the range in each layer of the elastic material will lead to an increase in the fragility of the resulting material, and a decrease in the declared limit size of the dispersed particles in both layers will lead to a decrease in its strength and radiation-protective properties and a loss of elasticity .

За рахунок одержання однорідної композиційної структури, щонайменше, з двох шарів армованого « еластичного матеріалу, що відрізняються гранулометричним складом дисперсної метало-властивої суміші на з с основі одного шару тканого матеріалу, забезпечується створення матеріалу, що відрізняється значним зменшенням щільності і високих фізико-механічних властивостей, що забезпечує захисні властивості матеріалу і ;» розширення області його застосування.Due to obtaining a homogeneous composite structure from at least two layers of reinforced elastic material, which differ in the granulometric composition of the dispersed metal-property mixture on the basis of one layer of woven material, the creation of a material characterized by a significant decrease in density and high physical and mechanical properties is ensured , which provides protective properties of the material and ;" expanding the scope of its application.

Використання в пропонованому матеріалі в якості основи склотканини підвищує механічну міцність матеріалу, а також його надійність (термостійкість склотканини складає 90020.) -і Отже, виконання шарів з матеріалів одного класу різної дисперсності дозволяє одержувати новий матеріал на основі тканого матеріалу з високими фізико-механічними параметрами, що забезпечують одержання о матеріалу заданої еластичності і відповідним рівнем радіаційного захисту. Крім того в порівнянні з відомим, ї» що заявляється матеріал більш технологічний.The use of glass fabric as a base in the proposed material increases the mechanical strength of the material, as well as its reliability (the heat resistance of glass fabric is 90020.) -and Therefore, the execution of layers of materials of the same class of different dispersion allows to obtain a new material based on woven material with high physical and mechanical parameters , which provide the material with the given elasticity and the appropriate level of radiation protection. In addition, in comparison with the known, the claimed material is more technological.

Друга поставлена задача вирішується тим, що спосіб виготовлення радіаційно-захисного шаруватого - матеріалу, що включає нанесення на шар тканого матеріалу декількох шарів еластичного матеріалу, армованихThe second task is solved by the fact that the method of manufacturing a radiation-protective layered material, which includes the application of several layers of elastic material reinforced on a layer of woven material

ГЯ6) порошкоподібним наповнювачем і отвердіння кожного шару, відповідно до винаходу, кожен шар наносять на тканий матеріал одночасно з двох сторін шляхом послідовного його занурення спочатку в псевдо-рідкий еластичний матеріал, армований наповнювачем з гранулометричним складом часток розміром від 1 до 9,Омкм, а потім в армований наповнювачем з гранулометричним складом часток розміром від 9,0 до 100мкм, причому перший шар наносять у кількості 8-1295 від маси тканого матеріалу, а другий шар - у співвідношенні 1 : З до іФ) першого. ко У якості порошкоподібного наповнювача використовують дисперсну метало-Властиву суміш.ГЯ6) with a powder-like filler and hardening of each layer, according to the invention, each layer is applied to the woven material simultaneously from two sides by sequentially immersing it first in a pseudo-liquid elastic material reinforced with a filler with a granulometric composition of particles with a size of 1 to 9 μm, and then it is reinforced with a filler with a granulometric composition of particles ranging in size from 9.0 to 100 μm, and the first layer is applied in the amount of 8-1295 from the mass of the woven material, and the second layer - in the ratio of 1: C to iF) of the first. ko As a powdered filler, a dispersed metal-Vlastiv mixture is used.

Отвердіння кожного шару матеріалу проводять при поступовому підвищенні температури від 702 С до 9026. 60 Спосіб виготовлення радіаційно-захисного шаруватого матеріалу, що передбачає нанесення шарів еластичного матеріалу на шар тканого матеріалу шляхом занурення її дозволяє наносити шари еластичного матеріалу, армовані дисперсною метало-властивою сумішшю, одночасно з двох її сторін. Послідовність нанесення кожного шару і режим поступового підвищення температури забезпечує поліпшення процесу отвердіння, що позитивно позначається на якості матеріалу. Занурення в "киплячий" шар армованого 65 еластичного матеріалу забезпечує перетворення цього матеріалу в "псевдо-рідину, що дозволяє дисперсної метало-властивій суміші знаходитися в зваженому стані, за рахунок чого скорочується час і поліпшується процес формування кожного шару одночасно з двох сторін тканого матеріалу За рахунок перемішування армованого еластичного матеріалу забезпечується укладання дисперсних часточок метало-властивої суміші в кожнім шарі, прискорюються поліпшуються умови їхньої взаємодії з поверхнею і забезпечується взаємодія із шаром тканого матеріалу. Нанесення наступних шарів у "киплячому" шарі армованого еластичного матеріалу/забезпечує надійне зчеплення часточок на молекулярному .рівні еластичних шарів між собою шляхом проникнення їх один в одний і цим забезпечується монолітність одержуваного матеріалу.The hardening of each layer of material is carried out with a gradual increase in temperature from 702 C to 9026. 60 The method of manufacturing radiation-protective layered material, which involves applying layers of elastic material to a layer of woven material by immersing it, allows applying layers of elastic material reinforced with a dispersed metal-property mixture, simultaneously on both sides. The sequence of application of each layer and the mode of gradual temperature increase ensure improvement of the hardening process, which positively affects the quality of the material. Immersion in a "boiling" layer of reinforced 65 elastic material ensures the transformation of this material into a "pseudo-liquid, which allows the dispersed metal-property mixture to be in a suspended state, due to which the time is reduced and the process of forming each layer simultaneously from two sides of the woven material is improved. due to the mixing of the reinforced elastic material, the arrangement of the dispersed particles of the metal-property mixture in each layer is ensured, the conditions of their interaction with the surface are accelerated and the interaction with the layer of the woven material is ensured. .levels of elastic layers between each other by penetrating them into each other and thereby ensuring the monolithicity of the resulting material.

Зменшення кількості першого шару менше 8 95 від маси тканого матеріалу, а кількості другого - менше 2890 приведе до зниження адгезії і різмому зниженню радіаційно-захисних характеристик готового матеріалу. При 76 збільшення кількості першого шару понад 12 бо, а другого - понад 32 905 підвищується крихкість і також знижується радіаційно-захисні характеристики готового матеріалу.Reducing the number of the first layer to less than 8 95 of the weight of the woven material, and the number of the second - less than 2890 will lead to a decrease in adhesion and a significant decrease in the radiation protection characteristics of the finished material. When 76 the number of the first layer increases by more than 12 bo, and the second - by more than 32,905, the fragility increases and the radiation-protective characteristics of the finished material also decrease.

Здійснення затвердження матеріалу при східчастому підвищенні температури від 702 С до 902 С дозволяє забезпечити і прискорити процес одержання однорідного композиційного шаруватого матеріалу з заданими фізико-механічними властивостями і необхідними питомими характеристиками радіаційного поглинання.Carrying out approval of the material with a stepwise increase in temperature from 702 C to 902 C allows you to ensure and accelerate the process of obtaining a homogeneous composite layered material with specified physical and mechanical properties and the necessary specific characteristics of radiation absorption.

Нагрівання температури до 902 С полегшує умови режиму отвердіння і дозволяє одержати матеріали високої якості, знизити трудовитрати, скоротити час отвердіння, полегшити умови технологічного процесу, забезпечити проведення однакового режиму для кожного шару матеріалу, утвореного шарами з різним гранулометричним складом метало-властивої суміші і, таким чином, забезпечити розширення області використання радіаційно-захисного матеріалу.Heating the temperature to 902 C facilitates the conditions of the hardening regime and allows you to obtain high-quality materials, reduce labor costs, shorten the hardening time, facilitate the conditions of the technological process, ensure the same regime for each layer of material formed by layers with different granulometric composition of the metal-inherent mixture and, thus in such a way as to ensure the expansion of the area of use of radiation protective material.

Крім того, насичення тканого матеріалу дисперсною метало-властивою сумішшю шляхом простого занурення в розчинах дозволяє спростити спосіб одержання радіаційно-захисного шаруватого матеріалу, для одержання якого суміші виготовлюються окремо, а їхнє нанесення не вимагає складного спеціалізованого устаткування.In addition, the saturation of the woven material with a dispersed metal-property mixture by simple immersion in solutions allows to simplify the method of obtaining a radiation-protective layered material, for the preparation of which the mixtures are prepared separately, and their application does not require complex specialized equipment.

Пропонований спосіб економічний і технологічний.The proposed method is economical and technological.

Шаруватий матеріал, дозволяє реалізувати якісно новий ефект - одночасне зниження товщини і щільності Га гр; захисного матеріалу. Одночасне зниження товщини і щільності шаруватого матеріалу дозволяє перебороти основне протиріччя при створенні ефективного компактного захисту від рентген- і гама-випромінювання. оThe layered material allows you to realize a qualitatively new effect - a simultaneous decrease in the thickness and density of Ha gr; protective material. The simultaneous reduction of the thickness and density of the layered material allows to overcome the main contradiction when creating an effective compact protection against X-ray and gamma radiation. at

Матеріал, одержаний пропонованим способом, має високу якість, стійкість до радіоактивного випромінювання і його можна використовувати для захисту,, як від рентгенівського, так і гамма-випромінювань, і тим самим розширити область його застосування. сіThe material obtained by the proposed method is of high quality, resistant to radioactive radiation and can be used for protection against both X-ray and gamma radiation, thereby expanding the scope of its application. si

Спосіб реалізується таким чином.The method is implemented as follows.

Спосіб виготовлення радіаційно-захисного шаруватого матеріалу включає етап попередньої підготовки -- компонентів. Готують вихідні компоненти. Як основу для просочення використовують тканий матеріал. Як «І еластичний матеріал використовують епоксидну смолу ЗДТ-10П с добавкою, що модифікує, ПВТ-У (ТУ 48-19-352-83) (можуть бути використані синтетичні полімери типу поліуретанів, синтетичних каучуків, о фенол-формальдегідних смол, епоксидних смол і композицій на їхній основі). В одній ємності змішують че еластичний матеріал з дисперсною метало-властивою сумішшю, гранулометричний склад якої складає від 1 до 9,О0мкм. Дисперсний порошок додають невеликими порціями. В іншій ємності змішують еластичний матеріал з дисперсною метало-властивою сумішшю, гранулометричний склад часток якої беруть у межах від 9,0 до 100мкм. «The method of manufacturing radiation-protective layered material includes the stage of preliminary preparation -- components. Prepare the initial components. Woven material is used as a basis for impregnation. As "And elastic material, epoxy resin ZDT-10P with a modifying additive, PVT-U (TU 48-19-352-83) is used (synthetic polymers such as polyurethanes, synthetic rubbers, o phenol-formaldehyde resins, epoxy resins can be used and compositions based on them). In one container, an elastic material is mixed with a dispersed metal-property mixture, the granulometric composition of which is from 1 to 9.00 μm. Dispersible powder is added in small portions. In another container, the elastic material is mixed with a dispersed metal-property mixture, the granulometric composition of the particles of which is taken in the range from 9.0 to 100 μm. "

Сюди також додають порошок невеликими порціями. Рулон тканини закріплюють на машині для просочення. В 420 обох ємностях установлюють колектори для подачі в них стиснутого повітря для того, щоб метало-властива - с суміш знаходилася в зваженому стані, тобто стані "кипіння". Спочатку тканину занурюють у першу ємність. ц Просочення проводять при швидкості 30-4Ом/сек. Потім здійснюють східчасте сушіння з витримкою в трьох "» температурних зонах. Перша зона - температура 702С, друга - 802С, а третя - 9090. Час витримки залежить від товщини матеріалу і для першого шару визначається насиченням армованим еластичним матеріалом у кількості 8-12905 від маси тканини. -і Після отвердіння отриманий матеріал занурюють у другу ємність. Час витримки для другого шару залежить с від насичення армованим еластичним матеріалом у кількості 28-3295 від маси тканини. Після насичення здійснюють сушіння наступного шару шляхом східчастого підйому температури до 90 о С. По мірі вироблення т» еластичного матеріалу, його доповнюють порціями попередньо приготовленої суміші, перемішуючи перед шу 20 кожним додаванням.Powder is also added here in small portions. A roll of fabric is fixed on a machine for impregnation. In 420 both containers, collectors are installed to supply them with compressed air so that the metal-property - c mixture is in a suspended state, that is, a "boiling" state. First, the fabric is immersed in the first container. Impregnation is carried out at a speed of 30-4 Ω/sec. Then stepwise drying is carried out with exposure in three "» temperature zones. The first zone is at a temperature of 702C, the second at 802C, and the third at 9090. The exposure time depends on the thickness of the material and for the first layer is determined by the saturation of the reinforced elastic material in the amount of 8-12905 by mass fabrics. -and After hardening, the obtained material is immersed in the second container. The exposure time for the second layer depends on the saturation with reinforced elastic material in the amount of 28-3295 of the weight of the fabric. After saturation, the next layer is dried by gradually increasing the temperature to 90 o C. to the extent of production of elastic material, it is supplemented with portions of the previously prepared mixture, stirring before each addition.

Таким чином, авторами пропонується триступінчастий режим одержання матеріалу на основі будь-якого що) еластичного матеріалу (епоксидної смоли, фенол-формальдегідної смоли й ін.), що дозволяє одержати практично якісні композиційні матеріали зі ступенем твердіння не нижче 96 95, без повітряних включень, короблень і розшарувань, скоротити час отвердіння матеріалу, полегшити умови формування, забезпечити проведення однакового режиму для різних по гранулометричному складу наповнювача матеріалів і, таким о способом забезпечити високу якість, армованих порошкоподібними наповнювачами еластичних пластиків.Thus, the authors propose a three-stage method of obtaining material based on any elastic material (epoxy resin, phenol-formaldehyde resin, etc.), which allows obtaining practically high-quality composite materials with a degree of hardening not lower than 96 95, without air inclusions, distortions and delaminations, reduce the time of hardening of the material, facilitate the forming conditions, ensure the same regime for materials with different granulometric composition of the filler and, in this way, ensure high quality of elastic plastics reinforced with powder fillers.

У таблиці 1 приведені показники фізико-механічних властивостей радіаційно-захисного шаруватого матеріалу ко в залежності від гранулометричного складу кожного армованого еластичного шару вихідної компози-ци, отримані на дослідних зразках . 60 ннTable 1 shows the indicators of the physical and mechanical properties of the radiation-protective layered material, depending on the grain size composition of each reinforced elastic layer of the original composition, obtained on test samples. 60 nn

ТТППППППп0п7л1313 1315 де чний гранулометричний склад, дисперсного метало-властивого наповнювача, мкм 1 З 5 7 9 пак 00111411 тенулометричний складо мм 11111118 | юю 0ТТТППППППп0п7л1313 1315 particle size composition, dispersed metal-property filler, μm 1 Z 5 7 9 pack 00111411 tenulometric composition mm 11111118 | I love 0

Оттималний мет 0011011 ермованої еластичної суміш, 61111111 кр 11718109.Optimal met 0011011 reinforced elastic mixture, 61111111 kr 11718109.

З таблиці 1 видно, що щільність і коефіцієнт температуропроводності матеріалу мають найменші значення в заявлених межах гранулометричного складу дисперсного метало-властивого наповнювача.It can be seen from Table 1 that the density and coefficient of thermal conductivity of the material have the lowest values within the stated limits of the granulometric composition of the dispersed metal-property filler.

На підставі даних таблиці можна зробити висновок, що зміна значень заявленого діапазону гранулометричного складу кожного шару і співвідношень їхніх мас істотно погіршує процеси просторового 75 структурування отриманого шаруватого матеріалу і щільність укладання сегрегованої шляхом перемішування дисперсної метало-властивої суміші в кожнім шарі матеріалу. При відхиленні від цих значень значно знижується якість зчеплення шарів з еластичного матеріалу, армованого дисперсною метало-властивою сумішшю між собою і тканим матеріалом і, відповідно, погіршується якість самого матеріалу, тому що погіршуються фізико-механічні показники, що видно з приведеної вище таблиці.On the basis of the data in the table, it can be concluded that the change in the values of the stated range of the granulometric composition of each layer and their mass ratios significantly worsens the processes of spatial 75 structuring of the obtained layered material and the stacking density segregated by mixing the dispersed metal-property mixture in each layer of the material. When deviating from these values, the adhesion quality of the layers of elastic material reinforced with a dispersed metal-property mixture between itself and the woven material is significantly reduced and, accordingly, the quality of the material itself deteriorates, because the physical and mechanical indicators deteriorate, as can be seen from the above table.

Пропонований радіаційно-захисний шаруватий матеріал, виготовлений пропонованим способом має щільність 1,бг/см?3 та високу термостійкість. Таким чином, у порівнянні з прототипом пропонований матеріал забезпечує високу міцність аномально високі поглинаючі властивості при низькій щільності. Технологія виготовлення матеріалу екологічно чиста, відрізняється простотою, унаслідок чого скорочується тривалість технологічного процесу, трудомісткість і трудовитрати, а також витрата дефіцитних матеріалів. Використання Ге зазначеного матеріалу і спосіб його виготовлення дозволяє одержувати радіаційно-захисний матеріал по (5) заздалегідь заданій товщині і масі (ваги), наносити необхідну кількість шарів і отримувати матеріал високої якості з фізико-механічними характеристиками, що забезпечує необхідний рівень радіаційного захисту. сThe proposed radiation-protective layered material, produced by the proposed method, has a density of 1.bg/cm?3 and high heat resistance. Thus, in comparison with the prototype, the proposed material provides high strength, abnormally high absorbing properties at low density. The material manufacturing technology is environmentally friendly and simple, as a result of which the duration of the technological process, labor intensity and labor costs, as well as the consumption of scarce materials are reduced. The use of Ge of the specified material and the method of its manufacture allows you to obtain a radiation-shielding material according to (5) predetermined thickness and mass (weight), apply the required number of layers and obtain a high-quality material with physical and mechanical characteristics that provides the required level of radiation protection. with

Claims (3)

Формула винаходу «-The formula of the invention "- 1. Радіаційнозахисний шаруватий матеріал, що містить щонайменше, один шар тканого матеріалу і шари «Ж еластичного матеріалу, армовані порошкоподібним наповнювачем, який відрізняється тим, що гранулометричний склад наповнювача першого шару має частки розміром від 1 до 9,0 мкм, а другого - від 9,0 до о 100 мкм, при цьому шар з однаковим гранулометричним складом наповнювача розміщений із двох сторін тканого /-|Їч« матеріалу.1. Radiation-protective layered material containing at least one layer of woven material and layers of elastic material reinforced with a powdered filler, which is characterized by the fact that the particle size composition of the filler of the first layer has particles with a size from 1 to 9.0 μm, and the second - from 9.0 to about 100 μm, while a layer with the same granulometric composition of the filler is placed on both sides of the woven /-|Yich« material. 2. Матеріал за п. 1, який відрізняється тим, що як порошкоподібний наповнювач використана дисперсна металовмісна суміш. «2. The material according to claim 1, which differs in that a dispersed metal-containing mixture is used as a powdery filler. " 3. Спосіб виготовлення радіаційнозахисного шаруватого матеріалу, що включає нанесення на шар тканого матеріалу декількох шарів еластичного матеріалу, армованих порошкоподібним наповнювачем, і отвердіння - с кожного шару, який відрізняється тим, що кожен шар наносять на тканий матеріал одночасно з двох сторін ц шляхом послідовного його занурення спочатку в псевдорідкий еластичний матеріал, армований наповнювачем з ,» гранулометричним складом часток розміром від 1 до 9,0 мкм, а потім в армований наповнювачем з гранулометричним складом часток розміром від 9,0 до 100 мкм, причому перший шар наносять у кількості 8-12 90 Від маси тканого матеріалу, а другий шар - у співвідношенні 1 : З до першого. - І 4. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що як порошкоподібний наповнювач використовують сегреговану шляхом перемішування дисперсну металовмісну суміш.3. The method of manufacturing a radiation-protective layered material, which includes applying to a layer of woven material several layers of elastic material, reinforced with a powder filler, and hardening - c of each layer, which is distinguished by the fact that each layer is applied to the woven material simultaneously from two sides by means of its sequential immersion first in a pseudo-liquid elastic material reinforced with a filler with a particle size composition of 1 to 9.0 microns, and then in a reinforced with a filler with a particle size composition of 9.0 to 100 microns, and the first layer is applied in the amount of 8- 12 90 From the mass of the woven material, and the second layer - in the ratio of 1: C to the first. - And 4. The method according to claim 4, which differs in that a dispersed metal-containing mixture separated by mixing is used as a powdered filler. о 5. Спосіб за п. 4, який відрізняється тим, що отвердіння кожного шару матеріалу проводять при поступовому с» підвищенні температури від 709 до 9090. - 50 Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних що) мікросхем", 2005, М 7, 15.07.2005. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і науки України. Ф) іме) 60 б5o 5. The method according to claim 4, which differs in that the hardening of each layer of material is carried out with a gradual increase in temperature from 709 to 9090. - 50 Official Bulletin "Industrial Property". Book 1 "Inventions, useful models, topographies of integrated microcircuits", 2005, M 7, 15.07.2005. State Department of Intellectual Property of the Ministry of Education and Science of Ukraine. F) name) 60 b5