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Preparación y caracterización de materiales compuestos para su uso en blindaje de rayos X
ADRIANA GUADALUPE NUÑEZ BRIONES
Acceso Abierto
Atribución-NoComercial-SinDerivadas
Doctorado en Tecnología de Polímeros
Se presentan los resultados de la preparación y caracterización de materiales compuestos de PVC plastificado y entrecruzado, con cargas inorgánicas, para estudiar sus propiedades de blindaje contra los rayos X en el rango de energías de radiodiagnóstico. Se sintetizaron nanopartículas de óxido de bismuto y/o óxido de tantalio y nanoalambres de óxido de bismuto mediante diferentes metodologías. Las nanopartículas de óxido de bismuto fueron obtenidas vía sales fundidas presentando la formación de la fase monoclínica con tamaños de cristalita de 55 nm. Para el caso de las nanopartículas de óxido de tantalio, se utilizó un método de dos etapas: molienda mecánica-tratamiento térmico, obteniendo nanopartículas con morfologías irregulares y esféricas con diámetro de aproximadamente 20 nm y tamaño de cristalita de 9.2 nm, presentando las nanopartículas una fase ortorrómbica. Los nanoalambres de óxido de bismuto fueron sintetizados mediante precipitación química obteniendo alambres con simetría monoclínica con diámetros en el orden de nanómetros y longitudes en escala de micrómetros. También se adquirieron partículas de carburo de tantalio comerciales, las cuáles presentaron morfología irregular con tamaños de 0.2 a 3 m y simetría cúbica. Posteriormente se prepararon compósitos con matriz de PVC plastificado, adicionando como cargas los materiales sintetizados, mezclando en seco y después fundiendo por moldeo por compresión, en una placa diseñada para obtener muestras circulares de 2.5 cm de diámetro y espesores de 1 y 3 mm. Algunas de estas muestras fueron entrecruzadas mediante irradiación gamma, utilizando dos irradiadores, uno de uso industrial y otro de investigación, ambos con fuente de cobalto 60, aplicando una dosis de 75 kGy a rapidez de dosis diferente y usando un agente entrecruzante que promovió las reacciones de entrecruzamiento. Los compósitos fueron caracterizados haciendo uso de análisis termogravimétrico, análisis dinámico mecánico, microscopia electrónica de barrido y porciento en gel, además de que fue obtenida la densidad de cada uno de ellos. De acuerdo con resultados de DMA, los compósitos entrecruzados presentaron buenas propiedades viscoelásticas, las cuales dependen del tipo de carga que se utilizó y de su tamaño de partícula.
A través de mediciones de kerma en aire tras realizar irradiaciones en un equipo de rayos X convencional, con energías de 50 a 129 kV, se obtuvieron resultados de los coeficientes de atenuación lineal y másico, la capa hemirreductora y la capa decirreductora de cada uno de los compósitos a diferentes energías. De acuerdo a los resultados obtenidos se observó que estos materiales pudieran ser sustitutos del plomo, en el rango de energías estudiado, teniendo materiales con buena propiedad de atenuación de rayos X, además de ser flexibles y ligeros.
2020
Trabajo de grado, doctorado
QUÍMICA
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