Procesibilidad, propiedades termomecánicas y dureza de radiación de las resinas de poliuretano y silicona

Área de la Ciencia:

• Ciencias de los materiales
• Física de los polímeros
• Física de la radiación

Sus antecedentes:

• Los poliuretanos (PUR) y las siliconas son candidatos para componentes de aceleradores y detectores de partículas.
• Comprender su comportamiento bajo condiciones de irradiación y criogénica es crucial para la selección de materiales y la predicción del rendimiento.

Objetivo del estudio:

• Caracterizar diferentes poliuretanos y siliconas después de la exposición a la irradiación ionizante.
• Evaluar el impacto de la irradiación en el aire ambiente y el helio líquido en las propiedades de los materiales.
• Evaluar el rendimiento mecánico en condiciones de ensayo ambientales y criogénicas.

Principales métodos:

• Reometría para la evolución de la viscosidad durante el procesamiento.
• Análisis mecánico dinámico (DMA) y dureza Shore A para efectos de irradiación.
• Pruebas uniaxiales de tracción y flexión para la resistencia mecánica y las propiedades elásticas.

Principales resultados:

• El sistema PUR RE700-4/RE106 tiene una baja viscosidad pero una vida útil corta; exhibe excelentes propiedades mecánicas criogénicas.
• La radiación ionizante causa tanto la escisión de la cadena como el enlace cruzado en RE700-4.
• Otros sistemas de fundición muestran predominantemente enlaces cruzados, con tasas reducidas en helio líquido.
• Los efectos de la irradiación sobre las propiedades mecánicas dependen de la temperatura; la resistencia RT de la silicona disminuye, pero la deformación de 77 K se duplica.

Conclusiones:

• La selección de materiales para los aceleradores de partículas requiere tener en cuenta el entorno de irradiación y la temperatura de ensayo.
• El helio líquido mitiga significativamente el enlace cruzado inducido por la radiación.
• El poliuretano RE700-4 se muestra prometedor para aplicaciones criogénicas a pesar de la respuesta compleja a la radiación.