CN101117733A - 辐射吸收纤维及其制备工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐射吸收纤维及其制备工艺，该纤维是含有纳米辐射吸收成分的纳米纤维，所述的制备工艺，包括步骤：(1)将辐射吸收成分加入纳米纤维原料的溶液中，制备含有纳米吸波成分的纺丝液；(2)纺丝液超声分散，进行静电纺丝，得含有辐射吸收成分的纳米纤维。本发明的辐射吸收纤维，不仅可以吸收低能量的辐射波，而且还可以广泛的吸收高能量辐射，具有柔软、较高的强力和较好的弹性，可以编织成为各种产品形式，不仅可以用于民用防辐射产品、工业产品，而且还可以广泛用于航天设备、军用产品。
Description
技术领域
本发明属材料领域，特别是涉及一种辐射吸收纤维及其制备工艺。
背景技术
辐射吸收材料已成为当今材料科学的一大课题。随着各种高辐射设备的出现和广泛应用的研究，辐射吸收材料的研究已引起了人们的普遍关注。而各种医用检测设备中，高辐射源的广泛使用，也是辐射吸收材料的成为保护医务工作人员健康的一种必须材料。
目前民间普遍使用的防辐射材料多数只能吸收低能量的辐射，对于高能量的辐射往往无法吸收。航天、国防上普遍使用的防辐射材料的形式也非常单一，多数以涂层、薄膜或固体件的形式存在。
发明内容
本发明的目的是提供一种辐射吸收纤维及其制备工艺，该纤维能较好地吸收辐射波，纤维具有较好的性能，且制备工艺简单，可以编织成为各种产品形式。
本发明的一种辐射吸收纤维，是指一种含有纳米辐射吸收成分的纳米纤维。
所述的辐射吸收成分与纤维的质量比为3～20∶80～97；
所述的辐射吸收成分材料选自氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化铁、铜、锑、铅重金属纳米粉体的混合物，质量比为90～93∶3～6∶2～5∶0.03～0.05∶0.02～0.03∶0.02～0.03∶0.03～0.05，粒径为1～80纳米；
所述的纳米纤维选自聚酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚己内酯及其共聚物、聚酰胺或聚氨酯中的一种。
所述的辐射吸收纤维直径为30～900纳米；
本发明的一种辐射吸收纤维的制备工艺，包括下列步骤：
(1)将辐射吸收成分加入纳米纤维原料的溶液中，制备含有纳米吸波成分的纺丝液；
(2)纺丝液超声分散，进行静电纺丝，得含有辐射吸收成分的纳米纤维。
所述纺丝液包括辐射吸收成分、纤维原料与溶剂，质量比为：0.1～5∶3～30∶65～96.9；
所述的溶剂所选用的溶剂为苯酚、间甲酚、邻氯酚、三氯甲烷、四氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯、三氯苯、硝基苯、乙酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇、丙酮、环己酮、四氢呋喃、二噁烷、乙醚、三氯乙酸、烃类或这些溶剂中两种或两种以上的混合物；
所述超声分散是指超声波的功率为200～1200瓦，频率为20～120千赫兹，时间为1～90分钟。
本发明的有益效果：
(1)本发明的辐射吸收纤维，不仅可以吸收低能量的辐射波，而且还可以广泛的吸收高能量辐射；
(2)本辐射吸收纤维具有柔软、较高的强力和较好的弹性；
(3)本辐射吸收纤维可以编织成为各种产品形式，不仅可以用于民用防辐射产品、工业产品，而且还可以广泛用于航天设备、军用产品。
具体实施方式
下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
实施例1
辐射吸收成分氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化铁、铜、锑、铅重金属纳米粉体的混合物质量比为90∶3.5∶5.5∶0.03∶0.02∶0.02∶0.03，直径为1～30纳米，聚丙烯腈作为纤维原料，N，N-二甲基甲酰胺作为溶剂，三者的质量比为：0.5∶10∶89.5，用N，N-二甲基甲酰胺将聚丙烯腈溶解，得到聚丙烯腈溶液，将辐射吸收成分的混合物加入聚丙烯腈溶液内，用超声波分散设备对溶液进行超声波处理，超声功率为200瓦，频率为20千赫兹，作用时间为90分钟，将超声波处理后的纺丝液倒入静电纺丝设备内，进行静电纺丝，获得纤维直径为35～150纳米的辐射吸收纤维。
实施例2
辐射吸收成分氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化铁、铜、锑、铅重金属纳米粉体的混合物质量比为91∶3∶5∶0.03∶0.02∶0.02∶0.03，直径为10～20纳米，聚氯乙烯作为纤维原料，环己酮作为溶剂，三者的质量比为：3∶15∶82，用环己酮将聚氯乙烯溶解，得到聚氯乙烯溶液，将辐射吸收成分的混合物加入聚氯乙烯溶液内，用超声波分散设备对溶液进行超声波处理，超声功率为800瓦，频率为60千赫兹，作用时间为60分钟，将超声波处理后的纺丝液倒入静电纺丝设备内，进行静电纺丝，获得纤维直径为50～170纳米的辐射吸收纤维。
实施例3
辐射吸收成分氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化铁、铜、锑、铅重金属纳米粉体的混合物质量比为93∶3∶2∶0.03∶0.03∶0.02∶0.02，直径为20～40纳米，聚乙烯作为纤维原料，丙酮作为溶剂，三者的质量比为1∶20∶79，用丙酮将聚乙烯溶解，得到聚乙烯溶液，将辐射吸收成分的混合物加入聚乙烯溶液内，用超声波分散设备对溶液进行超声波处理，超声功率为1200瓦，频率为100千赫兹，作用时间为10分钟，将超声波处理后的纺丝液倒入静电纺丝设备内，进行静电纺丝，获得纤维直径为85～300纳米的辐射吸收纤维。
Claims (9)
1.一种辐射吸收纤维，其特征在于：该纤维是含有纳米辐射吸收成分的纳米纤维。
2.根据权利要求1所述的一种辐射吸收纤维，其特征在于：所述的辐射吸收成分与纤维的质量比为3～20∶80～97。
3.根据权利要求1所述的一种辐射吸收纤维，其特征在于：所述的辐射吸收成分材料选自氧化铝、氧化硅、氧化钙、氧化铁、铜、锑、铅重金属纳米粉体的混合物，质量比为90～93∶3～6∶2～5∶0.03～0.05∶0.02～0.03∶0.02～0.03∶0.03～0.05，粒径为1～80纳米。
4.根据权利要求1所述的一种辐射吸收纤维，其特征在于：所述的纳米纤维选自聚酯、聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚己内酯及其共聚物、聚酰胺或聚氨酯中的一种。
5.根据权利要求1所述的一种辐射吸收纤维，其特征在于：所述的辐射吸收纤维直径为30～900纳米。
6.一种辐射吸收纤维的制备工艺，包括下列步骤：
(1)将辐射吸收成分加入纳米纤维原料的溶液中，制备含有纳米吸波成分的纺丝液；
(2)纺丝液超声分散，进行静电纺丝，得含有辐射吸收成分的纳米纤维。
7.根据权利要求6所述的一种辐射吸收纤维的制备工艺，其特征在于：所述纺丝液包括辐射吸收成分、纤维原料与溶剂，质量比为：0.1～5∶3～30∶65～96.9。
8.根据权利要求7所述的一种辐射吸收纤维的制备工艺，其特征在于：所述的溶剂为苯酚、间甲酚、邻氯酚、三氯甲烷、四氯乙烷、N，N-二甲基甲酰胺、苯、甲苯、三氯苯、硝基苯、乙酸甲酯、醋酸乙酯、甲醇、乙醇、丙醇、苯甲醇、丙酮、环己酮、四氢呋喃、二噁烷、乙醚、三氯乙酸、烃类中两种或两种以上的混合物。
9.根据权利要求6所述的一种辐射吸收纤维的制备工艺，其特征在于：所述超声分散是指超声波的功率为200～1200瓦，频率为20～120千赫兹，时间为1～90分钟。
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