一种聚苯乙烯闪烁微粒及其制备方法与流程

1.本发明属于放射检测技术领域，涉及一种聚苯乙烯闪烁微粒及其制备方法。


背景技术：

2.液体闪烁分析是放射性检测中常用的技术，在生物科学、环境科学、核科学、农业科学和医学等领域广泛应用。液体闪烁分析的原理是放射性核素与闪烁液混合后，放射性核素的射线激发闪烁液中的溶剂产生光子，光子通过光电倍增管检测。闪烁液是液体闪烁分析常用的检测材料，由于分析需求的与日俱增，闪烁液的用量也越来越大。闪烁液中含有部分危化品，而测量后与放射性液体混合后会产生大量的放射性混合废液，废物处置存在难度大和成本高等缺点。


技术实现要素：

3.本发明的首要目的是提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，以能够在用于液体闪烁分析时产生较少的放射性废液，从而降低废物处置成本。
4.为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，制备所述的聚苯乙烯闪烁微粒的原料按重量配比包含：单体10-1000份，闪烁剂0.01-5份，移波剂0.001-0.1份，交联剂0-20份，引发剂0-2份(各自分别优选：单体100份，闪烁剂1份，移波剂0.02份，交联剂1份，引发剂0.2份)。
5.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，其中所述的单体为苯乙烯。
6.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，其中所述的闪烁剂选自2,5-二苯基噁唑、2,5-二苯基1,3,4-噁二唑、2-苯基5-(4
’‑
联苯基)1,3-噁唑、2-苯基5-(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2,5-二(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2-(4
’‑
叔丁基苯)-5-(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2,5-二[2-叔丁基苯并噁唑(2’)]-噻吩、对-联三苯中的一种或多种(优选2,5-二苯基噁唑)。
[0007]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，其中所述的移波剂选自对-双(邻-甲基苯乙烯基)苯、1,4-双-[2
’‑
(5
’‑
苯基噁唑)]苯、1,4-双-[2
’‑
(4
’‑
甲基-5
’‑
苯基噁唑基)]苯、2
’‑
(1-萘基)-5-苯基噁唑、2
’‑
(1-萘基)-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2,5-[二-(4
’‑
联苯基)]噁唑、2-(4
’‑
联苯基)-6-苯基-苯并噁唑中的一种或多种(优选对-双(邻-甲基苯乙烯基)苯)。
[0008]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，其中所述的交联剂为二乙烯基苯。
[0009]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种聚苯乙烯闪烁微粒，其中所述的引发剂选自过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二昇庚腈、氢过氧化异丙苯、氢过氧化特丁基、氢过氧化对孟烷、过氧化十二酰、过氧化二特丁基、过氧化二异丙苯中的一种或多种(优选过氧化二苯甲酰)。
[0010]
本发明的第二个目的是提供一种上述聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，以能够使制备得到的聚苯乙烯闪烁微粒在用于液体闪烁分析时产生较少的放射性废液，从而降低废物处置成本。
[0011]
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种上述聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，所述的制备方法包括如下步骤：
[0012]
(1)在单体中加入闪烁剂、移波剂、交联剂和引发剂，混合均匀后将混合液装入容器；
[0013]
(2)在一定温度下反应一定时间，使混合液完全聚合；
[0014]
(3)取出块状聚苯乙烯，将其研磨成细小的微粒，获得所述的聚苯乙烯闪烁微粒。
[0015]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种上述聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，其中步骤(2)中，所述的一定温度为1-80℃，所述的一定时间为1-48小时。
[0016]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种上述聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，其中步骤(2)中，所述的一定温度为70℃，所述的一定时间为24小时。
[0017]
在一种优选的实施方案中，本发明提供一种上述聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，其中步骤(3)中，所述的细小的微粒的平均粒度为1微米-1000微米。
[0018]
本发明的有益效果在于，利用本发明的聚苯乙烯闪烁微粒及其制备方法，能够使制备得到的聚苯乙烯闪烁微粒在用于液体闪烁分析时产生较少的放射性废液，从而降低废物处置成本。
附图说明
[0019]
图1为实施例1制备的聚苯乙烯闪烁微粒测量
14
c样品的β脉冲谱图。
具体实施方式
[0020]
以下结合实施例和附图对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
[0021]
实施例1：
[0022]
取100g苯乙烯装入瓶中，加入0.02g的2,5-二苯基噁唑和0.002g的对-双(邻-甲基苯乙烯基)苯，混合均匀。将瓶子放入70摄氏度烘箱中加热24小时。反应结束后，取出聚苯乙烯，将其研磨成粉末(平均粒度100微米)，获得聚苯乙烯闪烁微粒。
[0023]
取5g聚苯乙烯闪烁微粒装入20ml液闪瓶中，加入c-14放射性溶液1ml，放入液闪仪器进行测量，测量谱图如图1所示。测量后将塑料闪烁微球与放射性溶液分离，获得1ml水相放射性废液，可继续蒸发处理，进一步减少放射性废液的体积，降低处理成本。而现有技术加入闪烁液，5ml闪烁液与1ml c-14放射性溶液混合后产生约6ml的废液，为混合有机废液，有机相和水相难以分离，且难以通过蒸干等方式减少液体体积。放射性废液处置过程中，放射性废液体积越大处置成本越高，有机废液的处置成本大于水相废液处置成本。所以使用聚苯乙烯闪烁微粒测量放射性溶液，可减少废液体积，改变废液类型，减少废物处置成本。
[0024]
上述实施例只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。


技术特征：
1.一种聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于，制备所述的聚苯乙烯闪烁微粒的原料按重量配比包含：单体10-1000份，闪烁剂0.01-5份，移波剂0.001-0.1份，交联剂0-20份，引发剂0-2份。2.根据权利要求1所述的聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于：所述的单体为苯乙烯。3.根据权利要求1所述的聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于：所述的闪烁剂选自2,5-二苯基噁唑、2,5-二苯基1,3,4-噁二唑、2-苯基5-(4
’‑
联苯基)1,3-噁唑、2-苯基5-(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2,5-二(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2-(4
’‑
叔丁基苯)-5-(4
’‑
联苯基)1,3,4-噁二唑、2,5-二[2-叔丁基苯并噁唑(2’)]-噻吩、对-联三苯中的一种或多种。4.根据权利要求1所述的聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于：所述的移波剂选自对-双(邻-甲基苯乙烯基)苯、1,4-双-[2
’‑
(5
’‑
苯基噁唑)]苯、1,4-双-[2
’‑
(4
’‑
甲基-5
’‑
苯基噁唑基)]苯、2
’‑
(1-萘基)-5-苯基噁唑、2
’‑
(1-萘基)-5-苯基-1,3,4-噁二唑、2,5-[二-(4
’‑
联苯基)]噁唑、2-(4
’‑
联苯基)-6-苯基-苯并噁唑中的一种或多种。5.根据权利要求1所述的聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于：所述的交联剂为二乙烯基苯。6.根据权利要求1所述的聚苯乙烯闪烁微粒，其特征在于：所述的引发剂选自过氧化二苯甲酰、偶氮二异丁腈、过硫酸钠、过硫酸钾、过硫酸铵、偶氮二昇庚腈、氢过氧化异丙苯、氢过氧化特丁基、氢过氧化对孟烷、过氧化十二酰、过氧化二特丁基、过氧化二异丙苯中的一种或多种。7.一种根据权利要求1-6之一所述的聚苯乙烯闪烁微粒的制备方法，其特征在于，所述的制备方法包括如下步骤：(1)在单体中加入闪烁剂、移波剂、交联剂和引发剂，混合均匀后将混合液装入容器；(2)在一定温度下反应一定时间，使混合液完全聚合；(3)取出块状聚苯乙烯，将其研磨成细小的微粒，获得所述的聚苯乙烯闪烁微粒。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的一定温度为1-80℃，所述的一定时间为1-48小时。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述的一定温度为70℃，所述的一定时间为24小时。10.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的细小的微粒的平均粒度为1微米-1000微米。

技术总结
本发明属于放射检测技术领域，涉及一种聚苯乙烯闪烁微粒及其制备方法。制备所述的聚苯乙烯闪烁微粒的原料按重量配比包含：单体10-1000份，闪烁剂0.01-5份，移波剂0.001-0.1份，交联剂0-20份，引发剂0-2份。利用本发明的聚苯乙烯闪烁微粒及其制备方法，能够使制备得到的聚苯乙烯闪烁微粒在用于液体闪烁分析时产生较少的放射性废液，从而降低废物处置成本。从而降低废物处置成本。从而降低废物处置成本。


技术研发人员：张辉 戴雄新 马彦 王路生 杨永刚 王亚东 马莉娜 宋丽娟
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：2022.03.16
技术公布日：2022/6/28