自剥离型放射性去污涂料研究

在核退役和各种核应急事故响应中，去除放射性核素污染都是关键问题。本项目提出的自剥离型去污方法是可剥离去污技术的优化，可用于复杂结构部件的表面去污，同时能够减少操作人员的受辐照剂量。自剥离型涂膜的概念是乳液涂布于受污对象表面固化成膜后能自行脆裂剥离，同时达到去污的效果。该涂料拟由两种单体经乳液共聚而成：其中"软"单体给予聚合物乳液一定的成膜性能；"硬"单体使得乳液干燥成膜后具有一定的脆性。在制备的聚合物乳液中加入交联剂使得乳液中聚合物分子链段络合、交联后，喷涂成膜固化后能自行脆裂剥离，达到与受污对象分离的目的；在制备的聚合物乳液加入一定的螯合剂，对放射性核素粒子具有螯合吸附作用，从而达到去除放射性核素的目的。本申请项目拟研究聚合物乳液的合成条件与工艺，去污涂料的自脆化剥离效果以及对放射性核素粒子的去除效果。研究所制备的去污乳液涂料有望应用于核技术领域放射性去污中，并为后续的工作提供参考。

在核退役和各种核应急事故响应中，去除放射性核素污染都是关键问题。经过几十年的研究和发展，用于设备表面放射性污染去除的方法大体分为两类：物理去污和化学去污。这些方法解决了一些问题，但存在产生新的废液或废物及在去污过程对操作人员产生一定辐照剂量的问题。针对这些技术局限之处，本项目进行了自脆型放射性去污涂料的研制，自脆型涂膜的概念是涂料在涂布于受污对象表面固化成膜后能自行脆裂剥离，同时达到去污的效果。.本研究采用预乳化-半连续乳液聚合方法制备了甲基丙烯酸甲酯(MMA)/甲基丙烯酸(MAA)二元共聚物乳液。研究了甲基丙烯酸含量、乳化剂用量、引发剂用量对胶乳羧基分布及稳定性的影响，结果表明当MMA:MAA质量比为2:1，引发剂用量为0.5%-0.6wt%，乳化剂用量为1.6%-1.8wt%时，聚合物乳液有较高的表面羧基含量，良好的稳定性。利用红外光谱(FT-IR)，热分析方法(TG)，凝胶渗透色谱(GPC)对乳液聚合物结构、热稳定性、分子量及分子量分布进行研究，结果表明聚合物分子量（Mw）大于2.007×105，分子量分布为1.262-1.462，其热分解温度为375℃，热稳定性良好。.以聚合物乳液为基体，通过调节pH、加入交联剂以及放射性核素络合剂制备了一种用于去除表面放射性污染的自脆型放射性去污涂料。讨论了聚合物乳液交联机理，粘度调节机理，去污涂料成膜脆化过程；探讨了去污涂料粘度与温度的关系，涂料自身粘度、涂膜厚度、环境温度对去污涂膜自脆化形貌及时间的影响以及不同介质表面对涂料去污效率的影响。讨论了聚合物乳液交联机理，粘度调节机理，去污涂料成膜脆化过程；探讨了去污涂料粘度与温度的关系，涂料自身粘度、涂膜厚度、环境温度对去污涂膜自脆化形貌及时间的影响以及不同介质表面对涂料去污效率的影响。结果表明：涂膜的脆化时间与涂料粘度、涂膜厚度成正比，与环境温度成反比；脆片尺寸随着涂料粘度、涂膜厚度增加而变大，而环境温度对其影响不尽相同；对地砖等光滑表面的去污率为99.2%，对粗糙干燥的水泥地面去污率为68.5%。