新型塑料閃爍體和移波劑的制備及其性能研究.pdf

1、隨著科技的不斷發(fā)展，高能粒子和核輻射的探測工作中，對于閃爍探測器的要求越來越高，需要制備不同性能優(yōu)勢的新型塑料閃爍體以滿足不同領(lǐng)域和不同應(yīng)用場所的探測需求。本論文深入探究了塑料閃爍體的性能與各組分之間的關(guān)系，創(chuàng)新性的使用光固化快速成型技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)成功制備了新型光固化塑料閃爍體并對各組分的配比和制備工藝進(jìn)行了探討，最后合成了最大發(fā)射波長為450nm的新型移波劑并將其應(yīng)用到塑料閃爍體中。
　　以聚苯乙烯作為基質(zhì)，分別加入不同類型的第

2、一閃爍物質(zhì)(PPO、p-TP、b-PBD)和移波劑(POPOP、Bis-MSB、Me-MSB、DPA)，用AIBN引發(fā)熱聚合反應(yīng)制備出一系列的塑料閃爍體。通過性能的測試，確定聚苯乙烯基質(zhì)的塑料閃爍體中PPO和POPOP是匹配性最好的第一閃爍物質(zhì)和移波劑，之后探究了PPO、POPOP和AIBN的濃度對塑料閃爍體性能的影響。最終結(jié)果表明，隨著PPO和POPOP濃度的不斷增大，塑料閃爍體的熒光強(qiáng)度和光產(chǎn)額先升高后降低；增大AIBN的濃度會使塑

3、料閃爍體性能變差；當(dāng)PPO濃度為2％，POPOP濃度為0.02%，AIBN濃度為0.1%時(shí)，以聚苯乙烯基質(zhì)的塑料閃爍體可以擁有最好的性能，它的相對光產(chǎn)額為蒽晶體的74.3%。
　　在苯乙烯、621A-80和 TPGDA的溶液中加入第一閃爍物質(zhì) PPO、移波劑POPOP和光引發(fā)劑184，紫外光的照射下發(fā)生光聚合反應(yīng)直接固化成型，成功的制備出一種新型的光固化塑料閃爍體。通過改變各組分的配比及改善制備工藝，最后確定了使光固化塑料閃爍體性

4、能最佳的條件：苯乙烯、621A-80和TPGDA的質(zhì)量比為3:7:3，光引發(fā)劑184、PPO和POPOP濃度分別為3%、2%、0.02%，固化時(shí)間為110s。經(jīng)測試，所制備的光固化塑料閃爍體最大發(fā)射波長為420nm，與常規(guī)光電倍增管匹配性較好；相對光產(chǎn)額為蒽晶體的7.1%；衰減時(shí)間較快，衰減時(shí)間常數(shù)為2.58ns。
　　為了使塑料閃爍體具有更大的發(fā)射波長，以POPOP和Bis-MSB的分子式為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)了一種新型移波劑，并使用2-

5、甲基苯并惡唑和對苯二甲醛進(jìn)行合成。產(chǎn)物提純后測試核磁共振氫譜和紅外光譜，經(jīng)過分析確定產(chǎn)物的分子結(jié)構(gòu)式與理論設(shè)計(jì)的分子結(jié)構(gòu)式是相同的。新型移波劑最大吸收波長為375nm，最大發(fā)射波長為446nm，熔點(diǎn)為337.73°C。使用苯乙烯作為塑料基質(zhì)，PPO濃度為2%，新型移波劑濃度為0.02%，引發(fā)劑AIBN為0.1%，制備了新型的塑料閃爍體。它擁有較大的最大發(fā)射波長為450nm；相對光產(chǎn)額較高，相對蒽晶體為60.3%；衰減時(shí)間非?？欤渌p時(shí)