CN107034568A - 一种防辐射纤维织物 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防辐射纤维织物，其按体积比含有5‑15％的不锈钢纤维、5‑10％的聚苯胺纤维和10‑15％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。本发明所述的防辐射纤维织物，实现了穿着舒适与防辐射性能的平衡，且在纺织过程中简单易行。

Description

一种防辐射纤维织物
技术领域
本发明涉及劳保技术领域，尤其涉及一种防辐射纤维织物。
背景技术
人体时时处于一定的能量电磁波辐射环境中，当其频率超过105Hz以上时就对人体有害。电磁波辐射源的输出功率越大，辐射强度越大，波长越短，频率越高，距离越近，接触时间越长，环境温度越高，湿度越大，空气越不流通，则对环境污染程度越大，并且女性和儿童受危害更严重。电磁波会扰乱人体的自然生理规律，导致机体平衡紊乱，引起头疼、头晕、失眠、健忘等神经衰弱症状；使人乏力、食欲不振、烦躁易怒；还能使人体热调节系统失调，导致心率加快、血压升高或降低、呼吸困难、白细胞减少；对心血管疾病的发生及恶化起着推动作用。此外电磁波会引起视力下降。当强度为100mw/cm2的电磁波照射眼睛时，会使晶体发生水肿，可发展成白内障，甚至会导致失明。当强度为5mw/cm2-10mw/cm2的电磁波照射人体时，人的皮肤感觉虽不明显，但可能影响生育和遗传。妇女在电磁波作用下，月经周期发生明显改变，可引起孕妇流产和基因缺陷，长期处于强电磁波的作用下的儿童，其癌症发病率比在低电磁波下的儿童高2～5倍，电磁波也是白血病、淋巴癌、脑肿瘤的诱因之一。
防电磁辐射是利用电磁屏蔽等方法抑制电磁干扰，一般是利用导电或导磁性材料将电磁辐射限制在某一规定的范围，按其原理分为电场屏蔽、磁场屏蔽、电磁场屏蔽。无论何种屏蔽，实际上都是研究电磁场在各种具体的局部空间如何分配的问题。实际应用中要根据场源的不同选用不同的屏蔽方法。
防辐射服就是利用电磁屏蔽与电磁反射原理而成的服装，其一般采用特定的织物或涂层来实现。但其采用的技术手段中，有些存在化学污染或者金属污染，有些防辐射效果一般。
发明内容
本发明的目的在于提出一种防辐射纤维织物，能够使得穿着舒适与防辐射性能的平衡，且在纺织过程中简单易行。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种防辐射纤维织物，其按体积比含有5-15％的不锈钢纤维、5-10％的聚苯胺纤维和10-15％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。
优选的，所述防辐射纤维织物中，不锈钢纤维的含量为20-30％。当不锈钢纤维含量在该范围之内时，其穿着舒适性和防辐射性能最为平衡。
不锈钢纤维具有良好的导电性能和机械力学性能。所生产的不锈钢纤维呈连续的长丝束状结构，其直径可以细到几微米，比普通的纺织纤维还要细，且纤维比较柔软，有一定的强度，因此具有可纺性。根据相关资料显示比电阻达到1Ω·cm以下的金属纤维具有电磁波屏蔽性能，不锈钢纤维的比电阻刚好仅为l0-6Ω·cm，因此被广泛用作防电磁波辐射织物的原料。
但不锈钢纤维韧性比普通纤维差，弹性差，无卷曲，容易断，纺纱过程中会出现纤维与牵伸罗拉间具有相对滑动、纤维间抱合力小甚至纱线中纤维易滑脱导致强力低等问题。因此，如何应用不锈钢纤维并使得其防辐射性能不下降，是本领域面临的难题之一。
聚苯胺，高分子化合物的一种，具有特殊的电学、光学性质，经掺杂后可具有导电性及电化学性能。经一定处理后，可制得各种具有特殊功能的设备和材料，如可作为生物或化学传感器的尿素酶传感器、电子场发射源、较传统锂电极材料在充放电过程中具有更优异的可逆性的电极材料、选择性膜材料、防静电和电磁屏蔽材料、导电纤维、防腐材料，等等。聚苯胺因其具有的原料易得、合成工艺简单、化学及环境稳定性好等特点而得到了广泛的研究和应用。
聚苯胺的电活性源于分子链中的P电子共轭结构：随分子链中P电子体系的扩大，P成键态和P*反键态分别形成价带和导带，这种非定域的P电子共轭结构经掺杂可形成P型和N型导电态。不同于其他导电高分子在氧化剂作用下产生阳离子空位的掺杂机制，聚苯胺的掺杂过程中电子数目不发生改变，而是由掺杂的质子酸分解产生H+和对阴离子(如Cl-、硫酸根、磷酸根等)进入主链，与胺和亚胺基团中N原子结合形成极子和双极子离域到整个分子链的P键中，从而使聚苯胺呈现较高的导电性。这种独特的掺杂机制使得聚苯胺的掺杂和脱掺杂完全可逆，掺杂度受pH值和电位等因素的影响，并表现为外观颜色的相应变化，聚苯胺也因此具有电化学活性和电致变色特性。
优选的，所述氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维的制备方法，包括：
(1)将2-5重量份的鳞片石墨，300-500重量份的浓硫酸和30-60重量份的磷酸混合均匀，缓慢加入15-20重量份的高锰酸钾，于45-55℃下搅拌9-18小时；
(2)在0-5℃下，向混合物中加入300-500重量份的去离子水，和20-50重量份的10-30wt％浓度的双氧水，并搅拌5-10分钟；
(3)分离并先后用去离子水、10-30wt％浓度的盐酸和无水乙醇洗涤产物，真空干燥得到氧化石墨烯；
(4)将所述氧化石墨烯分散于15-20重量份的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在0-5℃下加入40-60重量份的SOCl2，混合均匀后升温至65-80℃，继续搅拌30-40小时；
(5)将1,6己二胺滴加到上述混合液中，在0-5℃下搅拌2-6小时，通过微孔滤膜过滤，得到固体颗粒；
(6)将18-24重量份己内酰胺、0.5-2重量份的6-氨基己酸和0.001-0.01重量份的所述固体混合均匀，在惰性气体或氮气的保护下，加热到250-270℃，混合物熔化呈液态后，开始搅拌4-8小时
(7)冷却上述熔化后的混合物，并造粒；
(8)将造粒得到的颗粒真空干燥，温度110-140℃，干燥时间为10-20小时；
(9)干燥后的颗粒进入熔融纺丝机，加热到250-280℃，制备得到纤维。
基于聚苯胺以及尼龙纤维的上述特性，在保证相同的抗辐射能力的前提下，减少不锈钢纤维的用量，本发明采用聚苯胺纤维、尼龙与不锈钢纤维和植物纤维/化纤纤维一起斜纹混纺，解决了不锈钢纤维在混纺时面临的技术难题。
本发明所述的防辐射纤维织物，实现了穿着舒适与防辐射性能的平衡，且在纺织过程中简单易行。
具体实施方式
下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
一种防辐射纤维织物，其按体积比含有5％的不锈钢纤维、5％的聚苯胺纤维和10％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。
实施例2
一种防辐射纤维织物，其按体积比含有15％的不锈钢纤维、10％的聚苯胺纤维和15％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。
实施例3
一种防辐射纤维织物，其按体积比含有10％的不锈钢纤维、7％的聚苯胺纤维和12％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。
本发明所述的防辐射纤维织物，实现了穿着舒适与防辐射性能的平衡，且在纺织过程中简单易行。

Claims (2)

1.一种防辐射纤维织物，其按体积比含有5-15％的不锈钢纤维、5-10％的聚苯胺纤维和10-15％的氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维，所述不锈钢纤维、聚苯胺纤维、尼龙纤维与植物纤维或化学纤维斜纹混纺得到所述防辐射织物纤维。
2.如权利要求1所述的防辐射纤维织物，其特征在于，所述氨基化氧化石墨烯增强尼龙纤维的制备方法，包括：
(1)将2-5重量份的鳞片石墨，300-500重量份的浓硫酸和30-60重量份的磷酸混合均匀，缓慢加入15-20重量份的高锰酸钾，于45-55℃下搅拌9-18小时；
(2)在0-5℃下，向混合物中加入300-500重量份的去离子水，和20-50重量份的10-30wt％浓度的双氧水，并搅拌5-10分钟；
(3)分离并先后用去离子水、10-30wt％浓度的盐酸和无水乙醇洗涤产物，真空干燥得到氧化石墨烯；
(4)将所述氧化石墨烯分散于15-20重量份的N,N-二甲基甲酰胺溶液中，在0-5℃下加入40-60重量份的SOCl2，混合均匀后升温至65-80℃，继续搅拌30-40小时；
(5)将1,6己二胺滴加到上述混合液中，在0-5℃下搅拌2-6小时，通过微孔滤膜过滤，得到固体颗粒；
(6)将18-24重量份己内酰胺、0.5-2重量份的6-氨基己酸和0.001-0.01重量份的所述固体混合均匀，在惰性气体或氮气的保护下，加热到250-270℃，混合物熔化呈液态后，开始搅拌4-8小时
(7)冷却上述熔化后的混合物，并造粒；
(8)将造粒得到的颗粒真空干燥，温度110-140℃，干燥时间为10-20小时；
(9)干燥后的颗粒进入熔融纺丝机，加热到250-280℃，制备得到纤维。
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