【技术实现步骤摘要】
本专利技术具体涉及多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料、其制备方法、应用及柔性材料，属于功能复合材料领域。
技术介绍
1、加快空间探索和利用是本世纪科技发展的重要方向。但是与地球环境不同，外太空缺少大气层保护，太阳和银河系中大量高能射线、高能粒子流产生的辐射对从事太空探索的人员造成伤害、对设备功能和运行造成影响。月球表面的辐射水平是国际空间站的2至3倍，与地球表面相比，月球表面的辐射水平已经很高了在月球上的辐射量,宇航员在月球表面跳跃时，每小时将吸收约60微西弗的辐射，这个辐射量大概相当于地球表面所受辐射剂量的200倍。没有磁场或者大气层保护是造成月球辐射力偏高的最主要原因。月球上的辐射来自几种不同类型的辐射源，其中包括高能宇宙射线和太阳粒子撞击。而且，宇航员也可能会受到月球土壤和其他形式的辐射作用所产生的中子和伽马射线的威胁。
2、开发高效辐射屏蔽与防护材料及装备是从业人员的健康和安全关键，也是维护电子设备和仪器安全稳定运行、长久可靠储存各种信息与数据的核心因素之一，对国家在空间探索、核电与核设备、医疗诊断和治疗等领域具有重要作用。
3、就辐射本身的特质而言，绝大部分情况下中子辐射、α离子、γ射线辐射、x射线和其它射线及其电磁波等多种辐射同时发生并出现叠加，单一种类射线的辐射并不常见，而每种元素对于高能射线的屏蔽吸收都存在一定的弱吸收区域，单一元素材料的结构和性能难以满足对辐射的全面屏蔽和防护。
4、柔性辐射屏蔽防护材料的现状。传统的复合材料难以适应和满足空间探索、个体防护、设备防护等场景，柔性
5、柔性辐射屏蔽材料研究存在的普遍问题。虽然大量的研究者从理论和实验方面从事柔性辐射屏蔽和防护材料研究，发表了大量研究论文、申请了大量专利，但是轻量化、高效、功能一体化的柔性辐射屏蔽防护材料还难以满足在空间探索、从业人员保护、设备和仪器保护等放场景的规模化应用。
6、根据目前辐射材料使用的辐射防护材料看，以共混的复合材料为主。主要使用传统的塑料和橡胶与铅或其它金属的氧化物或者盐进行共混复合。如热塑性塑料，如pe(聚乙烯)、ps(聚苯乙烯)、pmma(聚甲基丙烯酸甲酯)，这些塑料一般使用温度较低(不超过150℃)，耐热性能、耐腐蚀性能和自润滑性能非常优异的ptfe(聚四氟乙烯)，其耐辐射性能相对较差；热固性塑料，如环氧树脂、聚酰亚胺等，固化后无法形变，不能二次成型；橡胶(包括天然橡胶；硅橡胶，如聚二甲基硅烷，pdms；共聚合成橡胶，如苯乙烯-乙烯-丁二烯-苯乙烯，sebs)一般没有活性基团，与各种金属元素之间难以形成化学键结合，没有稳定的界面结合，可能存在相分离，造成材料的不稳定性，并且其弹性好强度低，在高应力环境不能满足要求。因此，如何从分子水平与聚集态相结合、特别是提高聚合物基体与金属元素之间的结合能力、提高复合材料的长期稳定性，也是新型柔性辐射吸收与屏蔽材料研究需要解决的核心问题之一。
7、针对极端物理条件下如月球条件、外太空条件以及核辐射条件下，除了辐射吸收与屏蔽性能外，柔性材料的耐热耐寒性能、绝缘性能、抗腐蚀性能等各种性能需要优化，此外轻量化也是需要考虑的核心因素之一。满足“柔、韧、薄、轻、宽、强”将极大提升柔性辐射屏蔽和防护材料的性能和功能，拓宽其应用场景，确保从业人员的健康和安全、保障装备和仪器安全运行得到保障。
8、本专利技术的思路与创新
9、通用塑料的耐辐射性能都不好，只有少数特种工程塑料有不同程度的耐辐射性能如pob、lcp、pvdf、pi、pps、peek和psf等。psf的耐辐射性优良，lcp(xydar)的耐辐射性也很好好，聚苯酯(pob)的耐辐射性十分优良，经106gy钻射线辐照后,机械性能丝毫不变。pi的耐辐射性好，经4.28x107gy计量辐射后性能变化较小；pvdf具有较高的耐辐射性，可耐在3x107 gy的辐照；而ptfe在8x105γ射线辐射下，就已发脆交叉，抗辐射性能较差；peek，耐辐照性耐高辐照的能力很强，超过了通用树脂中耐辐照性最好的聚苯乙烯。γ辐照剂量达2*107gy时仍能保持良好的绝缘能力的高性能。聚苯硫醚(pps)耐辐照性能好，计量达1×108gy，是其它工程塑料无法比拟的，广泛用于电子、军工、航天，已成为第一大特种工程塑料。
10、而在非金属元素中，s元素的质量减弱系数较大，在低中能量(0.1～10mev)时，h元素的质量减弱系数较大，c元素和b元素对中子的慢化效率高。稀土元素如钆(gd)、钽(ta)、钨(w)、钐(sm)、铕(eu)和铋(bi)等由于具有大的原子序数，其γ射线和x射线屏蔽效果、中子吸收和拦截系数较好。
11、本团队之前的研究成果，公告号cn110564154 b公开了一种具有核辐射防护功能的键合型聚芳硫醚金属复合材料。但是本团队在制备键合型聚芳硫醚金属复合材料发现：(1)这些金属与活性聚芳硫醚反应活性低，部分金属形成化学键，部分则以金属状态存在，作为射线防护具有优异的性能，但是如果作为空间设备柔性电路、电离防护层都无法达到其绝缘性能的要求、有被击穿的可能；(2)cn110564154b中聚合物分子链中的活性基团都是较小的活性二氯代芳香化合物分子，形成的聚合物分子链具有较好的柔性，表现为具有稍高的熔融指数和较好的流动性，只有稍高的金属含量减小其流动性后才能作为纺丝或拉膜，导致纤维和膜的电性能特别是电阻变低、介电损耗增大等；(3)cn110564154b的键合型聚芳硫醚金属复合材料另一个问题就是未完全键合的金属虽然能具有优异的射线吸收和防护性能，但与其相反的是能够被射线检测和发现，在装备和设备隐身防护方面需要进一步改进。
技术实现思路
1、本专利技术解决的第一个技术问题是提出了一种多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，由该方法制备的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：在惰性气体或N2保护下，以极性非质子溶剂为介质，将复合盐、芳香多环活性单元、二卤代芳香化合物及硫化物在催化剂的作用下，进行共聚反应，得到复合材料；
2.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述Ma(NbOc)d中，M为Gd、Lu、Eu或Er，N为W或Ta；优选的，M为Gd；更优选的，a:d＝2:3，c:b＝3～4:1；更进一步优选，所述复合盐为Gd2(WO4)3或Gd2(Ta2O6)3；
3.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述催化剂为内酯或内酰胺；优选的，所述催化剂为γ-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、δ-环戊内酯、γ-丁内酰胺、δ-戊内酰胺、ε-己内酰胺和ω-庚内酰胺中的至少一种；更优选的，所述催化剂用量为硫化物的5-20wt％。
4.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述硫化物为硫化钠、硫氢化钠、硫化钾、硫氢化钾、硫化铵、硫氢化铵中的至少一种；优选的，所述
5.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，共聚反应条件为：反应温度为200～300℃，反应时间为1～12h；优选的，先在200～250℃下反应2-6h，再在250～300℃反应3～6h；更优选的，在220℃下反应3h，再在260℃反应3h。
6.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于，共聚反应后，对多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料进行洗涤、干燥；优选的，洗涤方法为，待共聚反应完成后，先降温至≤180℃，再加水混合，过滤、洗涤、干燥得多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料；更优选的，洗涤时，温度降至150℃以下进行洗涤。
7.多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料，其特征在于：由权利要求1～6任一项所述的制备方法制备而成。
8.多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合柔性材料，其特征在于：将权利要求7所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料进行造粒、纺丝、编织，制得复合柔性材料；
9.权利要求7所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料或权利要求8所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合柔性材料用于辐射屏蔽与防护。
...【技术特征摘要】
1.多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：在惰性气体或n2保护下，以极性非质子溶剂为介质，将复合盐、芳香多环活性单元、二卤代芳香化合物及硫化物在催化剂的作用下，进行共聚反应，得到复合材料；
2.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述ma(nboc)d中，m为gd、lu、eu或er，n为w或ta；优选的，m为gd；更优选的，a:d＝2:3，c:b＝3～4:1；更进一步优选，所述复合盐为gd2(wo4)3或gd2(ta2o6)3；
3.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述催化剂为内酯或内酰胺；优选的，所述催化剂为γ-丁内酯、γ-戊内酯、ε-己内酯、δ-环戊内酯、γ-丁内酰胺、δ-戊内酰胺、ε-己内酰胺和ω-庚内酰胺中的至少一种；更优选的，所述催化剂用量为硫化物的5-20wt％。
4.根据权利要求1所述的多芳环聚芳硫醚-金属酸盐复合材料的制备方法，其特征在于：所述硫化物为硫化钠、硫氢化钠、硫化钾、硫氢化钾、硫化铵、硫氢化铵中的至少一种；优选的，所述硫化物为硫化钠或硫氢化钠；更优选的，硫化物的用量按以下方式进行计算：硫化物的物质的量:芳香多环活性...
【专利技术属性】
技术研发人员：严永刚，焦雪菲，李锡霞，任浩浩，严大卫，
申请(专利权)人：新凝合科技成都有限公司，
类型：发明
国别省市：
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