CN104178833A - 含有碳化硼成分的织物纤维 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种含有碳化硼成分的织物纤维，其成分组成为合成纤维45-70%，碳化硼30-55%。所用的合成纤维为含氢量较高的合成纤维.制备方法为：将碳化硼原料破碎成微粉备用；将合成纤维加热成熔融状态后，将碳化硼加入，同时搅拌使其充分混合，然后用喷丝泵压入喷丝头，从喷丝头流出的细丝冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。或者将合成纤维加热成熔融状态后，压入喷丝头喷丝时，用喷枪将碳化硼微粉均匀喷射到喷丝头喷出的合成纤维丝表面即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。本发明制造织物纤维，具有强度高、弹性好、比重小，耐磨、耐腐蚀、柔韧度好等特点，织成的混纺织物可加工成防辐射服、防辐射板等功能性衣物或用品。

Description

含有碳化硼成分的织物纤维

技术领域

本发明涉及织物纤维，尤其是涉及一种具有抗辐射功能的含有碳化硼成分的织物纤维。

背景技术

 随着国防科研、放射性医学和核技术应用的不断发展，各种放射性射线被广泛应用，放射性射线对人体的伤害和对环境的破坏也逐渐为人类所认知，对防辐射材料的研究也已成为材料学研究的一个重要方向。随着射线装置和核技术应用的进一步发展，传统、单一的屏蔽材料已经不能满足科技发展和人类生活的需要。

中子是构成物质原子核的基本粒子之一，质量与质子相同。中子虽然不带电，但具有很强的穿透力，它在空气中和其它物质中可以传播更远的距离，对人体产生的危害比相同剂量的X射线更为严重。人体受中子辐射后，肠胃和雄性性腺会受更重损伤，诱导肿瘤的生物效应高，并易导致早期死亡，同时受损伤的机体易感染且程度重，所以致眼晶体混浊的相对生物效应为r或X射线的2-14倍。目前，产生中子辐射的设备多为人工操作，因此，中子辐射防护服对于保障该类工作人员的安全尤为重要。

碳化硼（B4C）俗称人造金刚石，具有高熔点（2450℃），超硬度（仅次于金刚石和立方氮化硼），低密度（2.52g/cm³）和稳定的化学性质，长期以来多应用与耐磨材料、工程陶瓷和航空航天材料等领域。随着核技术和核工业的发展，人们发现碳化硼还具有较高的热中子吸收能力，其中子俘获截面高，俘获能谱宽，仅次于钐、镉等少数几种元素。而且碳化硼制造成本低,衰变时无放射性同位素产生,二次辐射能低,并且耐高温,抗辐照。但截至目前尚未有人将其应用在纺织面料上。

发明内容

本发明的目的在于利用碳化硼可以吸收中子的性能，提供一种含有碳化硼成分的植物纤维。

为实现上述目的，本发明可采取下述技术方案：

本发明所述的含有碳化硼成分的织物纤维的成分组成为合成纤维45-70%，碳化硼30-55%。

所述织物纤维的成分组成为合成纤维55-70%，碳化硼30-45%时，防辐射效果最佳。

所用的合成纤维为含氢量较高的合成纤维，包括聚对苯二甲酸乙二醇、聚酰胺、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚氨酯弹性体纤维及芳香族聚酰胺纤维等等。

本发明含有碳化硼成分的织物纤维的制备方法为：

第一步，将纯度85%以上的碳化硼原料破碎成粒径＜20微米的微粉备用；

第二步，将合成纤维加热成熔融状态后，按上述比例将碳化硼加入进去，在加入的同时不断搅拌使其充分混合，然后将混合好的熔融态物料用喷丝泵压入喷丝头，从喷丝头流出的细丝冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。

上述第二步也可以替换为：

将合成纤维加热成熔融状态后，用喷丝泵压入喷丝头，在喷丝时，用喷枪将碳化硼微粉均匀喷射到喷丝头喷出的合成纤维丝表面，粘附有碳化硼微粉的合成纤维冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。

本发明的优点在于利用低成本的碳化硼原料所具有的较高的热中子吸收能力，将其与优良的快中子慢化材料（含氢量较高的）合成纤维材料复合后，制造出的织物纤维，具有强度高、弹性好、比重小，耐磨、耐腐蚀等特点，织成的混纺织物可加工成防辐射服、防辐射板等功能性衣物或用品，具有挺括、滑爽、免烫、快干等特点，可以有效减慢并吸收中子辐射，对从事有中子辐射行业的工作人员起到了很好的保护作用，避免了中子对人身的危害，同时采用这种织物纤维做成的衣服，质地轻盈、柔软，穿着舒适，更有利于专业人员的日常工作。

具体实施方式

下面通过具体实施例来对本发明做进一步的详述。

实施例1：

选用纯度为90%的碳化硼原料破碎成粒径10微米的微粉后备用；将聚乙烯醇缩甲醛在预热器中加热到220-230℃熔融后，按其重量的35%添加碳化硼微粉，并在加入的同时不断搅拌使其充分混合，然后将混合好的熔融态物料用SJ100喷丝泵压入喷丝头，从喷丝头流出的直径1毫米左右的细丝冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。该织物纤维较粗，可将该织物纤维纺织成网布，作为防辐射用具涂层的基底材料使用，以增强其防辐射效果。

实施例2：

选用纯度95%的碳化硼原料破碎成粒径0.5微米的微粉后备用；将聚丙烯在预热器中加热145-160℃熔融后，用SJ45型喷丝泵压入喷丝头，即可喷出0.045毫米左右的合成纤维细丝，在喷丝的同时，用喷枪将碳化硼微粉均匀喷射到合成纤维细丝表面，粘附有碳化硼微粉的合成纤维冷凝后即可得到直径小于0.045毫米的织物纤维成品。将该织物纤维纺织成布料，可用来制成防辐射服。

实施例3：

选用纯度98%的碳化硼原料破碎成粒径10微米的微粉后备用；将聚酰胺纤维尼龙66在预热器中加热到225-235℃熔融后，按其重量的30%添加碳化硼微粉，并在加入的同时不断搅拌使其充分混合，然后将混合好的熔融态物料用SJ45喷丝泵压入喷丝头，从喷丝头流出的直径小于0.045毫米的细丝冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。将该织物纤维纺织成布料，也非常适合制成防辐射服。

按本发明方法实际生产时，可根据使用场合的不同，选择不同口径的喷丝头进行拉丝，即可得到直径不同的织物纤维。

Claims (5)

1.一种含有碳化硼成分的织物纤维，其特征在于：所述织物纤维的成分组成为合成纤维45-70%，碳化硼30-55%。

2.根据权利要求1所述的含有碳化硼成分的织物纤维，其特征在于：所述织物纤维的成分组成为合成纤维55-70%，碳化硼30-45%。

3.根据权利要求1所述的含有碳化硼成分的织物纤维，其特征在于：所述合成纤维包括聚对苯二甲酸乙二醇、聚酰胺、聚乙烯醇缩甲醛、聚丙烯、聚丙烯腈、聚氯乙烯、聚氨酯弹性体纤维及芳香族聚酰胺纤维等。

4.根据权利要求1所述的含有碳化硼成分的织物纤维的制备方法为：

第一步，将纯度85%以上的碳化硼原料破碎成粒径＜20微米的微粉备用；

第二步，将合成纤维加热成熔融状态后，按上述比例将碳化硼加入进去，在加入的同时不断搅拌使其充分混合，然后将混合好的熔融态物料用喷丝泵压入喷丝头，从喷丝头流出的细丝冷凝后即可得到含有碳化硼成分的织物纤维成品。

5.根据权利要求4所述的含有碳化硼成分的织物纤维的制备方法，其特征在于：所述第二步替换为：

将合成纤维加热成熔融状态后，用喷丝泵压入喷丝头，在喷丝时，用喷枪将碳化硼微粉均匀喷射到喷丝头喷出的合成纤维丝表面，粘附有碳化硼微粉的合成纤维冷凝后即为含有碳化硼成分的织物纤维成品。