一種防X射線輻射纖維素纖維及其制備方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)公開了一種防X射線輻射纖維素纖維及其制備方法，是將粒徑≤3μm的硫酸鋇粉體在與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)中制備成硫酸鋇乳液漿料，然后將所述硫酸鋇乳液漿料按照硫酸鋇含量相對(duì)于甲種纖維素10～30%的重量百分比添加到黃化溶解后的粘膠溶液中混合均勻，再經(jīng)紡絲凝固浴紡絲成型、牽伸和后處理得到所述防X射線輻射纖維素纖維。本發(fā)明專利技術(shù)的X射線屏蔽劑硫酸鋇在粘膠纖維中分散性好，紡絲成型時(shí)硫酸鋇流失少，制備的纖維不僅具有良好的物理機(jī)械性能、紡織加工性能和服用性能，還具有X射線屏蔽率高，持久性好的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)X射線的屏蔽率≥65%。可廣泛應(yīng)用于制作長(zhǎng)期接觸X射線的工作人員的服裝和非織造布行業(yè)。

【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及人造纖維素纖維生產(chǎn)
，尤其涉及一種具有防X射線輻射功能的纖維素纖維。
技術(shù)介紹
隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，特別是國(guó)防科研、放射醫(yī)學(xué)和原子能工業(yè)的迅速發(fā)展，各種射線的使用日益廣泛，X射線是其重要的一種。由于長(zhǎng)期接觸X射線會(huì)對(duì)人體 產(chǎn)生較大的傷害，因此根據(jù)X射線的性質(zhì)及其與物質(zhì)的作用機(jī)理，應(yīng)選擇和制備相應(yīng)的材料進(jìn)行防護(hù)。最早用于X射線屏蔽的是鉛板、鐵板等金屬材料，后來又開發(fā)出了含鉛的玻璃、有機(jī)玻璃及橡膠等制品，并加工成各種防護(hù)服、頭盔、防護(hù)手套等。但這些防護(hù)用品透氣性差，笨重，穿用不舒適，因此人們一直在研制服用良好的X射線防護(hù)織物。許多國(guó)家曾設(shè)計(jì)使用鉛纖維作為防X射線的材料使用，盡管該纖維織物的透氣性和X射線屏蔽性能均較為理想，卻無法解決服用性差和鉛的毒性問題。中國(guó)專利申請(qǐng)?zhí)?00710042057. 8的專利公開了一種X-射線屏蔽纖維及其制備方法，該方法主要是在凍膠紡溶液中添加粉體，工藝要求復(fù)雜，且該屏蔽纖維主要應(yīng)用在增強(qiáng)混凝土中，限制了其應(yīng)用。日本和奧地利的研究者分別將硫酸鋇直接添加到粘膠纖維中制成防輻射纖維，由于硫酸鋇粉體在粘膠纖維中的分散性差以及粉體加入后易抱團(tuán)問題，使得固體X射線屏蔽劑流失嚴(yán)重，且所得成品纖維的物理機(jī)械性能均較差，或者穿著舒適性較差，因此限制該纖維的應(yīng)用。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的第一個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種X射線屏蔽劑與粘膠纖維分散性好、混合均勻、成型過程流失小、制備的纖維物理機(jī)械性能好的防X射線輻射纖維素纖維。本專利技術(shù)所要解決的第二個(gè)技術(shù)問題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種X射線屏蔽劑與粘膠纖維分散性好、混合均勻、成型過程流失小、制備的纖維物理機(jī)械性能好的防X射線輻射纖維素纖維的制備方法。為解決上述第一個(gè)技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是一種防X射線輻射纖維素纖維，所述纖維中含有8 28wt%的X射線屏蔽劑，所述纖維的干斷裂強(qiáng)度彡I. 8cN/dteX，濕斷裂強(qiáng)度彡0. 9cN/dteX，干斷裂伸長(zhǎng)率彡16%，對(duì)X射線的屏蔽率> 65%。其中，所述X射線屏蔽劑為硫酸鋇粉體，所述硫酸鋇的粒徑< 3pm。為解決上述第二個(gè)技術(shù)問題，本專利技術(shù)的技術(shù)方案是防X射線輻射纖維素纖維的方法，是將所述粒徑< 3 ii m的硫酸鋇粉體在與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)中制備成硫酸鋇乳液漿料，然后將所述硫酸鋇乳液漿料按照硫酸鋇含量相對(duì)于甲種纖維素10 30%的重量百分比添加到黃化溶解后的粘膠溶液中混合均勻，再經(jīng)紡絲凝固浴紡絲成型、牽伸和后處理得到所述防X射線輻射纖維素纖維。其中，所述硫酸鋇乳液漿料的制備過程如下在粒徑小于3 Pm的硫酸鋇粉體中加入表面活性劑和分散劑混合均勻，將混合物加入到與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)中，隨后在攪拌的條件下加入已用水溶脹的羧甲基纖維素鈉以增強(qiáng)乳化，所述羧甲基纖維素鈉的加入量為硫酸鋇的0. I lwt%,并繼續(xù)攪拌15 40min,然后進(jìn)行超聲波分散10 40min,配制成硫酸鋇質(zhì)量含量為15 30%的硫酸鋇乳液漿料。優(yōu)選的，所述表面活性劑為胺類陽離子表面活性劑，所述表面活性劑的加入量為硫酸鋇的0. I 0. 8wt%。作為進(jìn)一步的優(yōu)選，所述胺類陽離子表面活性劑為多烷基三甲基氯化銨。優(yōu)選的，所述分散劑為聚硅氧烷聚胺鹽或者聚磷酸鈉類分散劑，所述分散劑的加入量為硫酸鋇的0. 2 I. 2wt%。 優(yōu)選的，所述與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)為乙醇、異丙醇、聚乙二醇和乙酸乙酯中的一種或幾種。其中，所述紡絲凝固浴的組成為50 200g/L的H2SO4, 5 20g/L的ZnSO4和/或Al2 (SO4) 3，50 400g/L 的 Na2SO4,其溫度為 30 50°C。所述牽伸包括噴絲頭牽伸、盤間牽伸和凝固浴牽伸，所述噴絲頭牽伸的牽伸率為-10 30%，盤間牽伸的牽伸率為20 60%，第二凝固浴牽伸的牽伸率為2 15%。由于采用了上述技術(shù)方案，本專利技術(shù)的有益效果是本專利技術(shù)通過將X射線屏蔽劑一粒徑小于3 U m硫酸鋇制備成硫酸鋇乳液后添加到粘膠紡絲液中，不僅有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)中直接將硫酸鋇粉體加入紡絲粘膠中存在的硫酸鋇的流失以及硫酸鋇粉體的分散性差和團(tuán)聚等問題，而且由于本專利技術(shù)的硫酸鋇乳液漿料采用與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)制備，因此硫酸鋇在粘膠纖維中分散性好，與粘膠纖維混合均勻，紡絲成型時(shí)硫酸鋇流失少，制備的纖維不僅具有良好的物理機(jī)械性能、紡織加工性能和服用性能，除了保留了常規(guī)粘膠纖維的吸水透氣、穿著舒適的優(yōu)點(diǎn)外，還具有X射線屏蔽率高，持久性好的優(yōu)點(diǎn)，可廣泛應(yīng)用于制作長(zhǎng)期接觸X射線的工作人員的服裝和非織造布行業(yè)，具有很好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本專利技術(shù)提供的具有防X射線輻射纖維素纖維的生產(chǎn)方法，具有工藝合理、簡(jiǎn)單，適合工業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合具體的實(shí)施例，進(jìn)一步闡述本專利技術(shù)。應(yīng)理解，這些實(shí)施例僅用于說明本專利技術(shù)而不用于限制本專利技術(shù)的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本專利技術(shù)講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)本專利技術(shù)作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請(qǐng)所附權(quán)利要求書所限定的范圍。實(shí)施例I(I)硫酸鋇乳液漿料的制備在粒徑為Ium的硫酸鋇粉體中，加入硫酸鋇重量含量0. 2wt%的多烷基三甲基氯化銨，和硫酸鋇重量含量0. 4wt%的六偏磷酸鈉混合均勻，將混合物加入到乙醇中，隨后在攪拌的條件下加入已用水溶脹的硫酸鋇重量含量0. lwt%的羧甲基纖維素鈉以增強(qiáng)乳化，并繼續(xù)攪拌20min，然后進(jìn)行超聲波分散20min，配制成硫酸鋇質(zhì)量含量為20%的硫酸鋇乳液漿料。(2)粘膠原液的制備以纖維素漿柏為原料，經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、黃化和溶解步驟制得粘膠。(3)紡絲原液的制備將制備好的硫酸鋇乳液漿料按照硫酸鋇含量相對(duì)于甲種纖維素10%的重量百分比添加到黃化溶解后的粘膠溶液中混合均勻，上述混合好的粘膠經(jīng)過熟成、脫泡、過濾，得到粘膠紡絲原液，粘膠紡絲原液粘度為38s (落球粘度)，熟成度12mL(10%NH4Cl)，甲纖 7. 6wt%，含堿 5. 6wt%。(4)紡絲成型將上述粘膠紡絲原液經(jīng)由105g/L的硫酸、11. 5g/L的ZnSO4,和320g/L的硫酸鈉組成的凝固浴中紡絲成型，凝固浴溫度為45°C，絲束牽伸工藝為噴絲頭牽伸-10%,盤間牽伸30%,第二凝固浴牽伸7%,然后經(jīng)過后處理步驟制得I. 67dtexX38mm、含有相對(duì)甲種纖維素8被％的乂射線屏蔽劑的具有防X射線輻射纖維素纖維。制得的具有防X射線輻射纖維素纖維的指標(biāo)干斷裂強(qiáng)度2. 07cN/dteX，濕斷裂強(qiáng)度I. 09cN/dteX，干斷裂 伸長(zhǎng)率19. 3%，對(duì)X射線的屏蔽率(對(duì)X射線的衰減能力)> 68%，即X射線的透過率< 32%。實(shí)施例2(I)硫酸鋇乳液漿料的制備在粒徑為750nm的硫酸鋇粉體中，加入硫酸鋇重量含量0. 5wt%的多烷基三甲基氯化銨，和硫酸鋇重量含量0. 7wt%的聚硅氧烷聚胺鹽混合均勻，將混合物加入到聚乙二醇中，隨后在攪拌的條件下加入已用水溶脹的硫酸鋇重量含量0.4wt%的羧甲基纖維素鈉以增強(qiáng)乳化，并繼續(xù)攪拌15min，然后進(jìn)行超聲波分散30min，配制成硫酸鋇質(zhì)量含量為20%的硫酸鋇乳液漿料。(2)粘膠原液的制備以纖維素漿柏為原料，經(jīng)過浸潰、壓榨、粉碎、老成、本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】

【技術(shù)特征摘要】
1.一種防X射線輻射纖維素纖維，其特征在于所述纖維中含有相對(duì)甲種纖維素8 .28wt%的X射線屏蔽劑,所述纖維的干斷裂強(qiáng)度彡I. 8cN/dtex,濕斷裂強(qiáng)度彡0. 9cN/dtex,干斷裂伸長(zhǎng)率彡16%，對(duì)X射線的屏蔽率彡65%。2.如權(quán)利要求I所述的防X射線輻射纖維素纖維，其特征在于所述X射線屏蔽劑為硫酸鋇粉體，所述硫酸鋇的粒徑< 3 u m。3.制備如權(quán)利要求2所述的防X射線輻射纖維素纖維的方法，其特征在于將所述粒徑< 3 y m的硫酸鋇粉體在與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)中制備成硫酸鋇乳液漿料，然后將所述硫酸鋇乳液漿料按照硫酸鋇含量相對(duì)于甲種纖維素10 30%的重量百分比添加到黃化溶解后的粘膠溶液中混合均勻，再經(jīng)紡絲凝固浴紡絲成型、牽伸和后處理得到所述防X射線輻射纖維素纖維。4.如權(quán)利要求3所述的防X射線輻射纖維素纖維的制備方法，其特征在于所述硫酸鋇乳液漿料的制備過程如下在粒徑小于3 的硫酸鋇粉體中加入表面活性劑和分散劑混合均勻，將混合物加入到與水互溶的有機(jī)分散介質(zhì)中，隨后在攪拌的條件下加入已用水溶脹的羧甲基纖維素鈉，繼續(xù)攪拌15 40min,然后進(jìn)行超聲波分散10 40min,配制成硫酸鋇質(zhì)量含量為15 30%的硫酸鋇乳液漿料。...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王樂軍，馬君志，李昌壘，姜明亮，郝連慶，吳亞紅，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：山東海龍股份有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：