Revista de ingeniería química y tecnología de procesos
Acceso abierto

abstracto

Estudio del envejecimiento térmico oxidativo y los efectos de la radiación gamma en compuestos a base de caucho de estireno butadieno/carburo de boro

Hafiz Mubibb ullah Zulkafal, Muhammad Asif, Tariq Yasin, Saima Kanwal, Muhammad Afzal Khan y Khalid Iqbal

Propósito: Las radiaciones nucleares tienen amplias aplicaciones en nuestra vida diaria, mientras que las radiaciones no deseadas son dañinas para el hombre así como el medio ambiente. El objetivo principal de este estudio es buscar un mejor material de blindaje para el transporte de sustancias radiactivas, para formar una vestimenta de seguridad liviana para los trabajadores y soluciones de defensa.
Materiales y métodos: Se preparó un compuesto de caucho de estireno-butadieno (SBR) que contenía 20 partes por cien (phr) de carburo de boro (B4C) usando un molino de dos rodillos. El envejecimiento termooxidativo se realizó en el Instituto de Ingeniería y Ciencias Aplicadas de Pakistán (PIEAS) utilizando un horno de envejecimiento en aire a una velocidad de circulación de 15 rev/min. El envejecimiento oxidativo térmico de las muestras se llevó a cabo a 70°C durante 12 días en un horno de envejecimiento. El envejecimiento gamma de las muestras se llevó a cabo utilizando la instalación de irradiación gamma en Pakistan Radiation Services (PARAS) Lahore. Esto se realizó utilizando un irradiador gamma de 60Co en el aire a una tasa de dosis de 1,02 kGy/h. Los compuestos poliméricos se someten a diversas dosis de radiación gamma que oscilan entre 100 y 400 kGy. La medición de las propiedades mecánicas se llevó a cabo para este compuesto. La resistencia a la tracción, el alargamiento a la rotura y el módulo de Young se midieron utilizando una máquina de prueba de tracción universal. Los disolventes utilizados en este estudio son: acetona, cloroformo, agua destilada, aceite de queroseno, metanol, NaOH al 12 %, H2SO4 al 10 % y xileno para las mediciones de hinchamiento del material compuesto a temperatura ambiente entre 24 h y 48 h. Las propiedades de atenuación de neutrones del compuesto se investigaron utilizando el detector BF3 en el reactor de investigación de Pakistán-1 (PARR-1). Se utilizó el código de simulación Monte-Carlo (MCNP-5) y MCBEND para calcular los resultados simulados. La comparación de los resultados experimentales y simulados muestra una buena concordancia entre sí.
Resultados: Los resultados de la simulación de Monte Carlo coinciden con los resultados experimentales y se observa que la adición de carburo de boro aumenta la atenuación de los neutrones térmicos a aproximadamente un 167 % que la muestra descargada. Normalmente no se hincha para el agua, el 12 % de NaOH, el 10 % de H2SO4 y el etanol son buenos para estos entornos. Las características mecánicas también son favorables y muestran un comportamiento soportable del compuesto.
Conclusiones: Sobre la base del comportamiento, las características y la respuesta a la radiación observados experimentalmente, se puede concluir que los compuestos a base de caucho de estireno butadieno/carburo de boro son materiales excelentes para proteger contra las radiaciones.