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聚苯硫醚具有耐高温、耐腐蚀、阻燃和易加工等诸多优点, 目前在航空、航天和核工业等领域有着广泛的应用。然而在上述领域, 聚合物通常长期暴露在辐射环境中, 会导致其结构与性能的变化, 因而需要考察聚合物的辐射效应以确保使用过程中的安全性。关于聚苯硫醚辐射效应的研究主要集中在20世纪90年代, 且大多数研究着重于聚苯硫醚的力学性能随辐射剂量的变化。下面来探究室温空气环境中电子束辐射对于聚苯硫醚化学组成、热性能和力学性能的影响。
将原料用鼓风烘箱在120℃干燥8 h后, 按照GB/T 1040.1—2006和GB/T 9341—2008注塑成标准的力学测试样条。在室温下, 以工业用电子加速器作为辐射源进行电子束辐射, 其中样品编号、取样位置及其对应辐射剂量。X射线光电子能谱仪 (XPS) :对样品的组成进行分析, 取样深度约为10 nm, 主要探测氧 (O) 、硫 (S) 、碳 (C) 元素含量变化。差热扫描量热分析 (DSC) :氮气气氛, 升温区间为50~310℃, 升降温速率为10℃/min。拉伸性能测试:拉伸强度按照GB/T 1040.1—2006进行, 拉伸速率为10 mm/min, 每组实验重复5次, 取平均值。弯曲性能测试:弯曲强度按照GB/T 9341—2008进行, 弯曲速率为2 mm/min, 每组实验重复5次, 取平均值。
在室温空气环境中对PPS进行电子束辐射, 其表面发生明显氧化, 氧化过程中硫醚键容易被氧化成砜基且砜基相对含量随着辐射剂量的增加而逐渐增大至31.30%。辐射过程中, PPS表面可能同时存在交联和降解过程, 结晶温度和熔点随着辐射剂量的增大呈现先升高后降低的趋势。然而未接触到空气的样品内部, PPS的结构几乎没有发生变化。
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