CN113844144B - 一种复合材料及制备方法 - Google Patents
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Abstract
本公开涉及辐射剂量测量技术领域，尤其是涉及一种复合材料及制备方法，其包括：第一功能层、第二功能层和第三功能层，所述第一功能层被配置为发生辐照分解反应生成特征化合物，所述第二功能层被配置为对所述第一功能层生成的特征化合物收集并显色，所述第三功能层被配置为屏蔽所述第一功能层生成的特征化合物，所述第一功能层与所述第二功能层设置于所述第三功能层内。通过上述材料组成复合材料，利用复合材料在电离辐射环境中受激后发生色度变化并与标准色卡比对，进而快速对环境进行检测，进而有效避免电离辐射对人员和设备带来的损伤。
Description
技术领域
本公开涉及辐射剂量测量技术领域，尤其是涉及一种复合材料及制备方法。
背景技术
电离辐射能引起细胞化学平衡的改变，某些改变会引起癌变，电离辐射能引起体内细胞中遗传物质DNA的损伤，这种影响甚至可能传到下一代，导致新生一代畸形，诱发先天白血病等疾病。因此发明人发现需要一种廉价有效的复合材料对电离辐射进行即时检测，进而有效避免电离辐射对人体内DNA带来的损伤。
发明内容
本公开提供了一种复合材料及制备方法，以解决发明人认识到的利用复合材料对电离辐射进行即时检测，避免电离辐射对人体内DNA带来损伤的技术问题。
本公开提供了一种复合材料，包括：第一功能层、第二功能层和第三功能层，所述第一功能层被配置为发生辐照分解反应生成特征化合物，所述第二功能层被配置为对所述第一功能层生成的特征化合物收集并显色，所述第三功能层被配置为屏蔽所述第一功能层生成的特征化合物，所述第一功能层与所述第二功能层设置于所述第三功能层内。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一功能层由聚四氟乙烯材料或聚偏氯乙烯材料组成。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二功能层由聚丙烯无纺布材料组成。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述聚丙烯无纺布材料上涂敷有染料隐色体。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第三功能层由防渗透性能材料组成。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第三功能层的数量设置为两个。
在上述任一技术方案中，进一步地，两个所述第三功能层采用高频热封型式粘合。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一功能层与所述第二功能层之间不粘合。
本公开还提供了一种复合材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：裁剪聚四氟乙烯材料或聚偏二氯乙烯材料，完成第一功能层制备；
步骤二：在聚丙烯高分子材料上浸渍二芳基甲烷染料，进行裁剪，完成第二功能层制备；
步骤三：裁剪聚乙烯材料，完成第三功能层制备；
步骤四：对第一功能层、第二功能层和第三功能层进行封装。
在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一功能层、所述第二功能层和所述第三功能层封装后的总厚度小于或等于2毫米。
本公开的有益效果主要在于：
本公开提供的一种复合材料及制备方法，由第一功能层、第二功能层和第三功能层组成复合材料，该复合材料能够根据环境中β、γ辐射剂量显色，根据与标准显色卡比对，快速估算环境中β、γ辐射剂量，进而避免电离辐射过量对人体内DNA带来的损伤。同时本公开的复合材料可用于环境中氚浓度的初步测量，利用本公开的复合材料制作的辐射剂量计具有及时响应、体积小、成本低、免维护等特点；本公开的复合材料搭配适配电路后可用作光阀介质、高能加速器和准分子激光器轨迹和强度的检测；本公开的复合材料适用于伽马射线和紫外线消毒等剂量的检测和控制。
应当理解，前述的一般描述和接下来的具体实施方式两者均是为了举例和说明的目的并且未必限制本公开。并入并构成说明书的一部分的附图示出本公开的主题。同时，说明书和附图用来解释本公开的原理。
附图说明
为了更清楚地说明本公开具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本公开的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本公开实施例的复合材料立体结构示意图；
图2为本公开实施例的复合材料工艺流程示意图。
图标：
101-第一功能层；102-第二功能层；103-第三功能层。
具体实施方式
下面将结合附图对本公开的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
在本公开的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本公开的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
请参阅图1，在一个或多个实施例中提供了一种辐射剂量测量的复合材料，其包括：第一功能层101、第二功能层102和第三功能层103，第一功能层101被配置为发生辐照分解反应生成特征化合物，第二功能层102被配置为对第一功能层101生成的特征化合物收集并显色，第三功能层103被配置为屏蔽第一功能层101生成的特征化合物，第一功能层101与第二功能层102设置于第三功能层103内。
需要说明的是，本公开复合材料的结构设计使第一功能层受激产生的特征化合物被第二功能层吸附，进而实现收集功能，且第二功能层对第一功能层受激产生的特征化合物的收集简单且全面，可直接通过分子扩散完成，收集到的特征化合物与第二功能层表面涂敷的染料隐色体发生反应而使得第二功能层显色；本公开中的特征化合物代表为氯化氢或氟化氢。
请参阅图1，在一些实施例中，第一功能层101由聚四氟乙烯材料或聚偏氯乙烯材料组成，第一功能层101由聚四氟乙烯材料组成时与β、γ辐射剂量发生辐照分解反应生成氟化氢，第一功能层101由聚偏氯乙烯材料组成时与β、γ辐射剂量发生辐照分解反应生成氯化氢；第二功能层102由聚丙烯无纺布材料组成，聚丙烯无纺布材料上涂敷有染料隐色体，本公开中染料隐色体优选的采用二芳基甲烷染料，第二功能层102主要用于第一功能层101中聚四氟乙烯材料与β、γ辐射剂量发生辐照分解反应生成的氟化氢，第一功能层101中聚偏氯乙烯材料与β、γ辐射剂量发生辐照分解反应生成的氯化氢的收集、显色；第三功能层103由防渗透性能材料组成，本公开中防渗透性能材料优选的采用防氯化氢或氟化氢渗透性能较好的材料组成，确保第一功能层101产生的氯化氢或氟化氢被第二功能层102充分吸收，第三功能层103材料表面真空溅射有氧化铝的高分子材料组成，该材料呈透明色，对待侧射线几乎无隔档作用。
在一些实施例中，第三功能层103的数量设置为两个，两个第三功能层103采用高频热封型式粘合，第一功能层101与第二功能层102之间不粘合，第一功能层101呈自然放置状态放置在第二功能层102上，第一功能层101与第二功能层102之间没有连接关系。
请参阅图2，在至少一个实施例中提供的一种复合材料制备方法，包括以下步骤：
步骤一：裁剪聚四氟乙烯材料或聚偏二氯乙烯材料，完成第一功能层101制备；
步骤二：在聚丙烯高分子材料上浸渍二芳基甲烷染料，对其进行干燥处理，然后进行裁剪，完成第二功能层102制备；
步骤三：选取表面真空溅射有α氧化铝的聚乙烯材料，对其进行裁剪，完成第三功能层103制备；
步骤四：对第一功能层101、第二功能层102和第三功能层103进行封装。
在上述任一技术方案中，进一步地，第一功能层101、第二功能层102和第三功能层103封装后的总厚度小于或等于2毫米；两个第三功能层103之间剥离力大于或等于50N/15mm；复合材料使用温度范围在-20℃～45℃。
需要说明的是，第二功能层的干燥处理采用实验室中常见的高分子材料净化干燥处理装置，本公开在此不予详细说明，第一功能层101与第二功能层102裁剪的尺寸大小相同，第三功能层103裁剪的尺寸略大于第一功能层101与第二功能层102裁剪的尺寸，以保证第一功能层101与第二功能层102放置于两个第三功能层103之间。第一功能层101、第二功能层102和第三功能层103尺寸的大小根据具体实施中进行裁剪，本公开中不作具体限制。
本公开提供的一种复合材料，具体可以在辐射剂量测量相关设备中应用，例如在直读式辐射剂量仪中应用，替代原本的电离室，通过电极获取电信号进而实现对X射线同位素源及γ射线辐射剂量测量，也可对β射线颗粒流量密度进行测量，进而可以减少电离辐射对设备的损伤。本公开利用高分子材料在β、γ辐射环境中，受激生成氟化氢或氯化氢的特点，将氟化氢或氯化氢收集与染料隐色体发生化学反应，进而使染料隐色体形成醒式结构，进而染料隐色体颜色发生变化，进而及时测量出环境中β、γ辐射的环境浓度。另一方面本公开的复合材料搭配适配电路后可用作光阀介质、高能加速器和准分子激光器轨迹和强度的检测，也适用于伽马射线和紫外线消毒等。
本公开提供的一种用于辐射剂量的复合材料，包括上述技术方案，还提供了实施例一：本公开的复合材料可以应用在氚环境中，利用染料隐色体测量出环境中氚的浓度，测量方法与上述方式一致，在此不再赘述；
实施例二：本公开的复合材料搭配适配电路后可用作光阀介质、高能加速器和准分子激光器轨迹和强度的检测，其供电及其原理对本领域技术人员来说是清楚的，在此不予详细说明；
实施例三：本公开的复合材料适用于伽马射线和紫外线消毒等剂量的检测和控制。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。
Claims (7)
1.一种复合材料，其特征在于，包括：第一功能层、第二功能层和第三功能层，所述第一功能层被配置为发生辐照分解反应生成特征化合物，所述第二功能层被配置为对所述第一功能层生成的特征化合物收集并显色，所述第三功能层被配置为屏蔽所述第一功能层生成的特征化合物，所述第一功能层与所述第二功能层设置于所述第三功能层内；
所述第一功能层由聚四氟乙烯材料或聚偏氯乙烯材料组成；
所述第二功能层由聚丙烯无纺布材料组成；
所述聚丙烯无纺布材料上涂敷有染料隐色体，所述染料隐色体采用二芳基甲烷染料。
2.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第三功能层由防渗透性能材料组成。
3.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第三功能层的数量设置为两个。
4.根据权利要求3所述的复合材料，其特征在于，两个所述第三功能层采用高频热封型式粘合。
5.根据权利要求1所述的复合材料，其特征在于，所述第一功能层与所述第二功能层之间不粘合。
6.一种复合材料制备方法，适用于权利要求1-5任一项所述的复合材料，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：裁剪聚四氟乙烯材料或聚偏二氯乙烯材料，完成第一功能层制备；
步骤二：在聚丙烯高分子材料上浸渍二芳基甲烷染料，进行裁剪，完成第二功能层制备；
步骤三：裁剪聚乙烯材料，完成第三功能层制备；
步骤四：对第一功能层、第二功能层和第三功能层进行封装。
7.根据权利要求6所述的一种复合材料制备方法，其特征在于，所述第一功能层、所述第二功能层和所述第三功能层封装后的总厚度小于或等于2毫米。
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