Способ получения пластмассовых сцинтилляторов

(51) 6 С 08 Р 120 14 з) А 1 сотОз советскихСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУВЛ ГОСУ РСТВЕННОЕ ПАТЕНТНО ДА еВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)дц ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторско свидетельству(72) Муравьева Т.Мфилин ПА Дьячков АИПронченко В.НГуржиев С.НБеликов СВКочетков В.И Скворцова Н.НЖданова О.Г; Сафонова Н,Н.(66) Авторское свидетельство СССР й 203229, кл. С 08 33/12, 1966:Авторское свидетельство СССР й 559564, кп. С 08 Г 220/14, 1976.(64) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ СЦИНТИЛЛЯ ТОРОВ(67) Изобретение относится к химии полимеров, в частности к способу получения пластмассовых сцинтилляторов. Целью изобретения является 2улучшение световыхода светопрозрачности и интенсификацйи процесса получения сцинтилляторов. Изобретение позволяет попуеть за 50-60 ч ПС со световыходом до 140, светопрозрачностью при 365 нм до 85% и коэффициентом поглощения до 0,0002 за счет способа включающего блочную полимеризацию метилметакрилата в присутствий дициклогексйлпероксидикарбоната нафталина, 2,5-дифенилоксазола и 1,4-ди(5-фенилоксазолил) бензола путем полимеризации при 22-30 С до конверсии 5-10%, затем полимеризацией при температуре, пониженной на 4-10 С, до конверсий 80-87% и затем при 30-35 ОС до конверсии 90-95% с последующей дополимеризацией при 110-120 ОС. 2 ил, 1 табл.(для удаления остаточного мономера). По окончании режима дополимериэации - продукт готов,Для определения величины конверсии использовали принцип дилатометра, Величина конверсии иа промежуточных стадияхопределялась йо усадке полимериЗационной смеси, которая фиксировалась чувствительным датчиком, подключенным к самопишущему прибору,. фиксирущему величйну усадки (сжатие реакционной массы в процессе полимеризацйи). 45 Все компоненты брали без предварительной очистки.П р и м е р 1, Готовят полимеризацианную смесь следующего состава, мас; ч.;ММА . 100 2,5-Дифенилоксазол(РРО):;, . 0,81,4-диф-фенилоксазолил)бейзол (РОРОР) 0,08 50 Нафталин14 55Дициклогексилпероксидикарбонат(ЦПК) 0,02 Полученную полимеризационную смесьзаливают в плоскопараллельную форму толщиной 20 мм, предварительно нагревают до Изобретение относится к химии полимеров, в частности к способу полученияпластмассовых сцинтилляторов (ПС), применяемых для регистрации ионизирующихизлучений.5Целью изобретения является улучшение световыхода, светопроэрачности и интенсификации процесса получениясцинтилляторов.,Общий .способ получения пластмассовых сцинтилляторов заключается в блочнойпьлимеризации метилметакрилата (ММА) в.присутствий дициклогексилпероксидикарбонэта, нафталийа и люминесцирующих добавок с последующей дополимеризацией 15при 110-120 С, при этом полимеризациюначинают при температуре 22-.30 ОС до онверсии 5-10, затем температуру снижаютна 4-10 С и полимеризацию осуществляютдо конверсии 80-87; после чего температуру повышают до 30-35 С и полимеризацию проводят до конверсии 90-9 Щ.,Предварительно полимериэационнаясмесь барботировалась азотом и вакууми-.ровалась. Полимеризация проводилась в 25плоскопараллельных формах из силикатного стеклас прокладкой из резиновой илиполихлорвиниловой трубки в водяных термостатах. Дополимеризация осуществлялась в воздушных шкафах, . 30Момент окончания полймеризации фиксировался по постоянству величины усадки.После этого проводили дОполймеризацию температуры 22 С, полимеризуют до конверсии 5 ф в течение 6 ч, затем температуру снижают на 4 ОС и полимериэацию проводят при 18 С до конверсии 80, повышают температуру до 35 и выдерживают 2 ч, Далее проводятдополимеризацию при 110 С 6 ч и охлаждают до 40 ОС, Длительность полимериэации 60 ч, Получают органическое стекло для пластмассовых сцинтилляторов, свойства которого приведены в таблице. Количества добавок РРО, РОРОР, нафталина и ЦПК оптимизировались, В примере 1 приведены оптимальные количества добавок.П р и м е р ы 2-5. Проводят по примеру 1. Состав полимеризационной смеси, режим полимериэации и свойства сцинтилляторов приведены в таблгще.Первый интервал температур (22-30 С) обусловлен тем, что полимериэации подвергают насыщенный раствор нафталина (10- 15 мас. ч.) в ММА, из которого при температуре ниже 22 С люминесцирующие добавки вйпадают в виде хлопьев, что приводит к появлению оптических неоднородностей и видимых дефектов поверхности,Повышение температуры выше 30 Сприводит к появлению структурных неоднородностей, которые снижают световыход исветопроэрачность материала,Этим обусловлена необходимость последующего снижения температуры полимеризации на 4 - 12 ОС, Переддополймеризацией по достижении конверсии 80-87 6, когда структура полимера ужесформирована, необходимо повышениетемпературы до 30-35 О.При этой температуре снимаются на;пряжения, которые приводят к ухудшениюоптических показателе.сцинтилляторов ибою силикатного стекла при резком повышении температуры до 110-120 С.Более низкие температуры (менее 30 С)эффекта не дают, Более высокие (выше35 ОС) нецелесообразны, так как приводят кдополнительным энергетически затратам,Конверсия 5 - 10, достигаемая в первом температурном интервале, обусловленатем, что мономерный раствор приобретаетвязкость, что препятствует выпадению восадок люминесцирующих добавок: они на-.ходятся в растворе во взвешенном состоянии.Увеличение конверсии в данном температурном интервале может привести к появлению и росту микронеорнородностейструктуры, что приводит к снижению светопрозрачности материала.Снижение конверсии (менее 53) не дает стабилизирующего эффекта. Конверсия80-87 ф - максимально достижимая для1788724 данного материала при температуре пол, имеризации 18 - 22 С в течение 48-50 ч,Конверсия 90-95 - максимально достижимая при 30-35 С.Свойства сцинтилляторов по примерам1-5, приведенные в таблице, оценивалисьсогласно следующим методикам.Для определения световыхода исследуемый образец сцинтиллятора размером45 х 20 х 4,3 мм помещают междудвумя станздартными сцинтилляторами.За стандартный сцинтиллятор принимают сцинтиллятор; изготовленный способом, заявленным в прототипе (эталон).Исследуемый образец просматриваютФЭУ, находящимся в режиме однофотонного сбора света, Стандартные сцинтилляторы просматривают ФЭУ - 87.,8 -источник (Яц 106) помещают надсцинтилляторами так, что электроны проходят через все сцинтилляторы (см. чертеж),Сцинтилляторы друг от друга светоизолированы черной бумагой. Для обрезаниячеренковского света используют желто-зеленый фильтр с порогом обрезания А 420нм.Сигналы с ФЭУпоступают на схемусовпадений (СС), затем через фильтр на пересчетные устройства.Так как ФЗУработает в однофотонном режиме, то частота срабатыванияФЭУпрямо пропорциональна световыходу сцинтиллятора. Поэтому отношениеэффективностей срабатывания ФЭУ для разных сцинтилляторов составляет относительный световыход для выбранныхсцинтилляторов, эффективность - средняявеличина из 3 опытов,Если у стандартных сцинтилляторов (прототип) световыход составлял 1157 э, то по отношению к ним световыход заявленных сцинтилляторов 125-140. Таким образом, если световыход эталона ТЯз - 115, эффективность срабатывания ФЭУ - 87 187 (определено опытным путем), эффективность срабатывания 5 ФЭУ 14 з = 8,5 (определено опытным путем), тогда световой выход заявленного сцинтиллятора ТЯз можно вычислить.ТБ Г ТБ фГэ 87 э 143 ТБ Гэ Гэ 43 В 7 Для примера 1 б 4 з = 8,5, след-но ТЯз140.15 Для примера 2 и 4 1 из =- 7,6, след-ноТЯз " 125Для примера 3 и 5 114 з" 7,9, след-ноТЯз130.Светопрозрачность определялась не посредственным сравнением светового потока, прошедшего через испытываемый образец, со световым потоком, падающим на фотоэлемент в отсутствии образца.Для определения коэффициента погло щения (показателя поглощения) сцинтиллятор облучался Р-источником йц - 106 и просматривался ФЭУ-3 в режиме токовых измерений, т. е. таких, когда сигнал с ФЭУ не превышает 1 от тока в делителе 30 ФЭУ 1 и А. Источник передвигался отчасти АКО (см. рис. 2), при этом измерялся сигнал с ФЭУ в р А;Определяли расстояние от источника доточки О, в которой свет ослаблялся в е раз ( 35 в 2 раза) - точка В. Далее из закона Бугерарассчитывали у; 40 где 1 о рА - сигнал отисточника в точке А;- сигнал от источника в точке В; . - расстояние, при котором сигнал ослаблялся в е раз.конверсия, (,22 18 80 95 25 20 85 ЭО 3 30 10 22 87 Э 2 20 30 30 93,35 25 22 95 8 18-20 80 мвчвние:3 товод, т - свет Состав полимвриэационной смеси, темпеоьамвс.ч.тура, С ММАОО РР 0.0,8 РбРОР,08 НафтилинЦПК.0,02 ММА.100 РРОРОРОР.0,08 НвфтилниЦПК-О,03 ММАРРО,9 РОРОР.0,09 Нафтилин.10 ММАРР 0.1 РОРОР.0,1 НафтилинЦПК,04 ММАРРО 0,9 РОРО Р.0,1 НафтилинЦПК,04 Прототип ММАРРО.1,32-1,41 РОРОР.0,09 ЦПК 0,02 0,0009 аиме аноэтиловый эфир ЙМАЭЩО 1.03 Нафтилин - 18,5. 17Режим полиме иза ии Продолжение таблицы ость, у - коэффициент поглощения.Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4 Ф енно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул,Гагарина, 10 Производс Формула изобретенияСПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛАСТМАССОВЫХ СЦИНТИЛЛЯТОРОВ блочной полимеризациейметилметакрилата в присутствии дициклогексилпероксидикарбоната; нафталина и люминесцирующих добавок - 2.5-дифенилоксазола и 1,4-ди- (5-фенилоксазолил)бензола, с последующей дополимеризацией при 110,120 С, отличающийся тем, что, с целью увеличения . световыхода, светопрозоачности и нтенсификации процесса, пол имеризацию начинают при 22 - 30 С до конверсии 5 - 10;, затем температуру снижают на 4 - 10 С и полимеризацию осуществляют до конверсии 80 - 87 ь, после чего температуру повышают до 10 30 - 35 С и полимеризацию проводятдо конверсии 90 - 95%,