High-density polyethylene/EPDM rubber blend composites of boron compounds for neutron shielding application

Compuestos de mezcla de caucho de polietileno de alta densidad/EPDM de compuestos de boro para aplicaciones de blindaje de neutrones

dc.contributorsabuthomas@mgu.ac.in
dc.contributorDepartment of Atomic Energy, Board of Research in Nuclear Sciences, Government of India [39/30/2015-BRNS/39010]; European Union; Normandy Region
dc.contributorsaiter-fourcin, allisson https://orcid.org/0000-0001-9275-6865
dc.contributorStrankowski, Michal https://orcid.org/0000-0002-1557-2330
dc.creatorAbdulrahman, Sajith Thottathil
dc.creatorPatanair, Bindu
dc.creatorVasukuttan, Vineeth Puthuparampil
dc.creatorThomas, Sabu
dc.creatorCadel, Emmanuel
dc.creatorCuvilly, Fabien
dc.creatorSaiter-Fourcin, Allisson
dc.creatorAhmad, Zakiah
dc.creatorJaroszewski, Maciej
dc.creatorStrankowski, Michal
dc.creatorLaroze, David
dc.date2023-04-18T01:55:17Z
dc.date2023-04-18T01:55:17Z
dc.date2022
dc.date.accessioned2023-09-27T20:21:12Z
dc.date.available2023-09-27T20:21:12Z
dc.identifier1788-618X
dc.identifierhttps://repositorio.uta.cl/xmlui/handle/20.500.14396/2762
dc.identifier10.3144/expresspolymlett.2022.42
dc.identifier0P1LM
dc.identifierWOS:000783984200002
dc.identifier.urihttps://repositorioslatinoamericanos.uchile.cl/handle/2250/8943914
dc.descriptionNovel materials with neutron shielding property were fabricated by incorporating boron compounds into high-density polyethylene (HDPE)/Ethylene propylene diene monomer rubber (EPDM) blends. A detailed investigation on the morphological, thermal, mechanical, and neutron attenuation properties of suitable proportion of HDPE/EPDM blend with boric acid (BA), boron carbide (BC), and nano boron carbide (NBC) were performed. Morphology of the 20 wt% of EPDM shows better distribution in HDPE matrix. BA filler is localised in the HDPE phase, while NBC shows uniform distribution in HDPE/EPDM blend compared to its micro counterpart. There is a reduction in the tensile strength and modulus with the incorporation of EPDM in HDPE, whereas the ductility of HDPE is enhanced. A significant increase in the tensile toughness of the HDPE/EPDM blend with lower tensile strength and modulus is observed for BA, and BC filled composites. Moreover, HDPE/EPDM composites with NBC show only a marginal increase in the tensile toughness, tensile strength, and modulus. Comparison of the Young's modulus of the HDPE/EPDM blends with theoretical models indicates trends similar to the Coran model. The BA and BC filled composites follow the lower bound series model, whereas NBC composites show behaviour similar to the Halpin Tsai model. Total thermal neutron macroscopic cross-section (0.025 MeV energy neutrons) of 10 cm(-1) and mean free path of 0.1 cm was obtained for 20 wt% NBC HDPE/EPDM composites.
dc.descriptionSe fabricaron materiales novedosos con propiedades de protección contra neutrones mediante la incorporación de compuestos de boro en mezclas de polietileno de alta densidad (HDPE)/caucho de monómero de etileno propileno dieno (EPDM). Se realizó una investigación detallada sobre las propiedades morfológicas, térmicas, mecánicas y de atenuación de neutrones de la proporción adecuada de mezcla de HDPE/EPDM con ácido bórico (BA), carburo de boro (BC) y nanocarburo de boro (NBC). La morfología del 20% en peso de EPDM muestra una mejor distribución en la matriz de HDPE. El relleno BA se localiza en la fase de HDPE, mientras que NBC muestra una distribución uniforme en la mezcla de HDPE/EPDM en comparación con su contraparte micro. Hay una reducción en la resistencia a la tracción y el módulo con la incorporación de EPDM en HDPE, mientras que se mejora la ductilidad de HDPE. Se observa un aumento significativo en la tenacidad a la tracción de la mezcla de HDPE/EPDM con menor resistencia a la tracción y módulo para los compuestos rellenos BA y BC. Además, los compuestos de HDPE/EPDM con NBC muestran solo un aumento marginal en la tenacidad a la tracción, la resistencia a la tracción y el módulo. La comparación del módulo de Young de las mezclas de HDPE/EPDM con modelos teóricos indica tendencias similares al modelo de Coran. Los compuestos rellenos BA y BC siguen el modelo de serie de límite inferior, mientras que los compuestos NBC muestran un comportamiento similar al modelo de Halpin Tsai. Se obtuvo una sección transversal macroscópica de neutrones térmicos totales (neutrones de energía de 0,025 MeV) de 10 cm(-1) y un recorrido libre medio de 0,1 cm para compuestos de HDPE/EPDM NBC al 20% en peso.
dc.formatapplication/pdf
dc.format15 páginas
dc.languageEnglish
dc.publisherBUDAPEST UNIV TECHNOL & ECON
dc.relationExpress Polymer Letters, vol.16 no.6 (2022) p. 558 - 572
dc.relationhttps://doi.org/10.3144/expresspolymlett.2022.42
dc.rightsGreen Accepted, gold
dc.rightsAcceso abierto
dc.sourceExpress Polymer Letters
dc.subjectThermal Properties
dc.subjectBorated Polymers
dc.subjectThermoplastic Elastomers
dc.subjectNeutron Shielding
dc.subjectMechanical Properties
dc.subjectMechanical-Properties
dc.subjectCarbide Composites
dc.subjectEpdm Rubber
dc.subjectPolymer
dc.subjectEnhancement
dc.subjectPropiedades Térmicas
dc.subjectPolímeros Borados
dc.subjectElastómeros Termoplásticos
dc.subjectBlindaje Neutrónico
dc.subjectPropiedades Mecánicas
dc.subjectPropiedades Mecánicas
dc.subjectCompuestos de Carburo
dc.subjectCaucho Epdm
dc.subjectPolímero
dc.subjectMejora
dc.titleHigh-density polyethylene/EPDM rubber blend composites of boron compounds for neutron shielding application
dc.titleCompuestos de mezcla de caucho de polietileno de alta densidad/EPDM de compuestos de boro para aplicaciones de blindaje de neutrones
dc.typeArtículo de revista


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