Радиационно отверждаемые эпоксиакриловые композиции. Идея использовать эпоксидные смолы для иммобилизации не нова. Этот факт обусловлен тем, что отверждаемые композиции на основе эпоксидных смол обладают рядом ценных свойств высокой химической устойчивостью и механической прочностью, повышенной радиационной и теплостойкостью, хорошей адгезией к различным материалам металлам, стеклу, керамике, бетону.
Необходимо также отметить, что одним из основных достоинств эпоксидных смол, является их способность к радиационному отверждению. Последнее свойство натолкнуло на мысль о возможности его использования в технологии связывания радиоактивных отходов. При этом упростились операции, а энергозатраты свелись бы к минимуму. К эпоксидным соединениям относят широкий класс веществ, содержащих в своей цепи эпоксидную группу CH CH , называемую также альфа-оксидным циклом.
O Наибольшее практическое применение получили эпоксидные олигомеры, известные под общим названием эпоксидные смолы. Самым важным свойством ЭС является их способность переходить в неплавкое и нерастворимое состояние с трехмерной сетчатой структурой при введении отверждающих агентов. В качестве таких агентов могут выступать ди- и полиамины, полиамидные смолы, ангидриды кислот и пр. Отверждение может проводиться как при нагревании, так и при комнатной температуре.
Так как дозы при радиационном отверждении и структурировании ЭС достаточно велики, это привело к мысли о предварительном модифицировании исходного олигомера, путем присоединения дополнительных функциональных групп. Под модифицированием понимают целенаправленное изменение свойств полимера, то есть добавление новых или устранение нежелательных качеств, при сохранении полезных свойств исходного полимера. Использование в качестве добавки акриловой кислоты АК позволило приблизиться к поставленной цели созданию композиции на основе эпоксидного соединения, отверждаемой на воздухе, при комнатной температуре и поглощенными дозами не превышающими 10-20 кГр 6. Эпоксиакриловые композиции ЭАК приготовляют смешением эпоксидных смол с акриловой кислотой и длительным несколько месяцев выдерживанием.
Структура и свойства наполненных композидов определяются в основном двумя факторами свойствами наполнителя, размером и формой его частиц, содержанием в системе изменениями в полимерной матрице за счет взаимодействия полимер-наполнитель.
Отвержденные ЭАК могут включать в себя до 50 мас. различных добавок, в том числе и радионуклидов. При этом скорость выщелачивания достаточно низка менее 10-6 гсм2. Радиационная стойкость ЭАК оценивается в 108 Гр. 6 Вышеперечисленные свойства отвержденных ЭАК позволяют использовать эти композиции для связывания радиоактивных отходов среднего и низкого уровня активности в количестве до 50 по массе без затрат на дополнительную гидроизоляцию при хранении.
Однако предварительная оценка показывает 6, что при активности САО до 3,71010 Бкл и дозах отверждения 10-50 кГр, радиационное структурирование ЭАК будет протекать в течении многих месяцев или даже лет. Так как это технологически неприемлемо, следовательно, необходимо дальнейшее снижение дозы отверждения. Эта необходимость повела по пути сенсибилизации повышения эффективности процессов радиационного структурирования. С целью снижения дозы полного отверждения в качестве сенсибилизирующей добавки в ЭАК вводят небольшое количество отвердителя.
Отвердители, то есть вещества, вступающие в химичесие реакции с функциональными группами эпоксидных смол, соединяют молекулы мономера и олигомеров между собой, удлиняя цеп и создавая поперечные связи между ними. Что касается влияния отвердителя на свойства отвержденных композиций, то по некоторым данным они придают композициям высокую радиационную стойкость. Однако маловероятно, что даже при значительном содержании его в ЭАК произойдет заметное изменение свойств композиции. 5.