一种航空用电磁辐射防护服的制备方法与流程

本发明属于电磁辐射防护技术领域，具体涉及一种航空用电磁辐射防护服的制备方法。

背景技术：

随着当今社会的飞速发展，现代技术也变得日新月异。特别是电子技术的快速发展，电磁波特别是微波在航空、航天、通信、家用电器、军事领域都得到了广泛的应用。

电磁辐射污染又称电子雾污染，高压线、变电站、电台、电视台、雷达站、电磁波发射塔和电子仪器、医疗设备、办公自动化设备和微波炉、收音机、电视机以及手机等家用电器工作时，会产生各种不同频率的电磁波，这些电磁波充斥空间，无色、无味、无形，可以穿透包括人体在内的任何物质，对人体造成污染。长期暴露在超过国家规定的安全的辐射剂量下的人体，体内细胞会被大面积杀伤或杀死，将严重损害身心健康，导致病变。

航空工业中遍布众多无线雷达装置，电磁辐射严重，对于从事航天航空的找工作者，防护至关重要，抗电磁蔽织物的种类目前主要有金属化学镀织物、涂层屏蔽织物、化学镀镍织物以及金属复合镀织物等，镀镍织物具有质地轻柔、透气性好、耐磨性强的优点，在日常航空工作中，除了必要的消毒防护外，防护服自身不具有抗菌性能，这样对于长时间穿着防护服的工作者具有一定的危险，因此，研发出具有抗菌性能且抗菌持久的电磁辐射防护服具有重要的意义。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种航空用电磁辐射防护服的制备方法，以聚丙烯腈纤维为基质，通过改性原料对聚丙烯腈纤维进行改性，聚丙烯腈纤维具有许多优良的特性，凭借其纤维柔软，保暖性好的特征，享有“合成羊毛”之称；另外聚丙烯腈纤维具有优异的耐光性、耐腐蚀性、耐辐射性和耐有机溶剂性，使其在军事、化工领域被广泛应用；制备得到的电磁辐射防护服具有良好的抗菌性和抗电磁屏蔽性能，且具有耐久性。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种航空用电磁辐射防护服的制备方法，具体包括以下步骤：

第一步、改性聚丙烯腈纤维的制备

s1、将0.1mol4-氨基苯基乙酸、0.11-0.13mol间苯三酚、催化剂、加入到反应器中，接着加入500ml-1l溶剂二氧六环，通入氮气置换掉反应器中的空气，开启搅拌和升温，待温度升至80-85℃后，保温反应3-5h，反应结束后，自然冷却到室温，减压蒸馏回收溶剂，向粗产物中加入200ml质量分数为15％的稀硝酸水溶液，过滤，滤渣采用75％的乙醇溶液进行重结晶，经过滤干燥后，得到原料中间体m1；

s2、将步骤s1得到的原料中间体m1、催化剂和400ml溶剂dmf加入到反应器中，通入氮气置换掉反应器中的空气，逐滴滴加40-50ml质量分数为10-15％的pcl5的dmf溶液，滴加完毕后，边搅拌边升温至60-65℃，保温反应5-7h，点板检测至原料中间体m1消失停止反应，加入1l蒸馏水，搅拌15-20min，抽滤，粗产物采用柱层析分离纯化，即得到改性原料m2；

s3、将改性原料m2溶解于70-75％的乙醇溶液中，配制成改性溶液；取清洗后的10g聚丙烯腈纤维浸入改性溶液中，在75-80℃下保温浸渍2.5-3h，取出后在85-90℃下烘干，得到改性聚丙烯腈纤维；

第二步、镀镍溶液的制备

在2l的烧杯中，依次加入1l去离子水、20-25g硫酸镍、20-25g次亚磷酸钠、8-10g柠檬酸钠、8-10g乙酸钠，搅拌混合溶解完全，备用；

第三步、防护服的制备

称取第一步制备的改性聚丙烯腈纤维浸入到镀镍溶液中，放入水浴震荡锅中，水浴温度为50-55℃，保温震荡，取出，用去离子水水洗后，烘干，经纺织织造后得到防护服。

进一步，步骤s1中，所述的催化剂为alcl3，催化剂的加入量为3-5mmol。

进一步，步骤s2中，所述的催化剂碳酸铯，催化剂的加入量为10-15mmol。

进一步，步骤s2中，柱层析所用层析液为石油醚：乙酸乙酯＝10:3.5。

进一步，步骤s3中，所述的改性溶液的浓度为40-45g/l。

进一步，第三步中，改性聚丙烯腈纤维与镀镍溶液的质液比为1g:100-120ml。

进一步，第三步中，保温震荡的时间为60-90min。

本发明的有益效果：

本发明提供的一种航空用电磁辐射防护服的制备方法，以聚丙烯腈纤维为基质，通过改性原料对聚丙烯腈纤维进行改性，具体为：首先制备改性原料，以4-氨基苯基乙酸、间苯三酚为原料，在催化剂alcl3的作用下，发生傅-克酰化反应，制备得到了原料中间体m1，原料中间体m1在碱性环境中，在缩合剂(pcl5的dmf溶液)作用下，发生分子内缩合反应，即得到了改性原料m2；接着，在加热条件下，改性原料m2上的氨基与聚丙烯腈纤维上的氰基发生改性加成反应，在聚丙烯腈纤维上引入偕胺腙基，另外还以化学键的方式引入了抗菌官能基团异黄酮环和酚羟基，可持久的维持防护服的自清洁性，同时异黄酮上的羰基与邻位上的酚羟基可与金属离子进行络合，这样进一步的增强了对金属镍的螯合吸附作用，由于镍和配位基团之间是以化学键结合，使得到的镀镍纤维层与基材结合力较强，这就保证了镀镍纤维具有较稳定的导电性，其抗电磁屏蔽性能具有一定的耐久性。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明原料中间体m1的反应式；

图2为本发明改性原料m2的反应式；

图3为本发明镀镍聚丙烯腈纤维m的制备流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-2所示，改性原料m2的制备

s1、将0.1mol、4mmol催化剂alcl3、加入到反应器中，接着加入500ml溶剂二氧六环，通入氮气置换掉反应器中的空气，开启搅拌和升温，待温度升至80℃后，保温反应4h，反应结束后，自然冷却到室温，减压蒸馏回收溶剂，向粗产物中加入200ml质量分数为15％的稀硝酸水溶液，过滤，滤渣采用75％的乙醇溶液进行重结晶，经过滤干燥后，得到原料中间体m1；收率为92.7％；

经检测，原料中间体m1的质谱为：hrmsm/z(esi⁺)calcdforc14h13no4([m]⁺),259.26,found259.0908；

s2、将步骤s1得到的原料中间体m1、10-15mmol催化剂碳酸铯和400ml溶剂dmf加入到反应器中，通入氮气置换掉反应器中的空气，逐滴滴加50ml质量分数为10-15％的pcl5dmf溶液，滴加完毕后，边搅拌边升温至60℃，保温反应5-7h，点板检测至原料中间体m1消失停止反应，加入1l蒸馏水，搅拌15min，抽滤，粗产物采用柱层析分离纯化，柱层析所用层析液为石油醚：乙酸乙酯＝10:3.5；即得到改性原料m2；收率为94.3％；

改性原料m2的质谱结果为：hrmsm/z(esi⁺)calcdforc15h11no4([m]⁺),269.25,found269.0711。

实施例2

请参阅图3所示，改性聚丙烯腈纤维的制备

将改性原料m2溶解于75％的乙醇溶液中，配制成浓度为45g/l的改性溶液；取清洗后的10g聚丙烯腈纤维浸入100ml改性溶液中，在75℃下保温浸渍2.5h，取出后在90℃下烘干，得到式m3结构的改性聚丙烯腈纤维。

改性聚丙烯腈纤维m3的红外检测结果：ir(kbr):2894(-ch2-、-ch3),1735(-c＝o)。

实施例3

镀镍溶液的制备

在2l的烧杯中，依次加入1l去离子水、20g硫酸镍、20g次亚磷酸钠、10g柠檬酸钠、10g乙酸钠，搅拌混合溶解完全，备用。

实施例4

防护服的制备

称取1g第一步制备的改性聚丙烯腈纤维浸入到100ml的镀镍溶液中，放入水浴震荡锅中，水浴温度为50℃，保温震荡60min，取出，得到镀镍聚丙烯腈纤维，用去离子水水洗后，烘干，经纺织织造后得到防护服。

实施例5

防护服的制备

称取1g第一步制备的改性聚丙烯腈纤维浸入到110ml的镀镍溶液中，放入水浴震荡锅中，水浴温度为55℃，保温震荡70min，取出，得到镀镍聚丙烯腈纤维，用去离子水水洗后，烘干，经纺织织造后得到防护服。

实施例6

防护服的制备

称取1g第一步制备的改性聚丙烯腈纤维浸入到120ml的镀镍溶液中，放入水浴震荡锅中，水浴温度为50℃，保温震荡90min，取出，得到镀镍聚丙烯腈纤维，用去离子水水洗后，烘干，经纺织织造后得到防护服。

对比例1

称取1g清洗干燥后的聚丙烯腈纤维浸入到120ml的镀镍溶液中，放入水浴震荡锅中，水浴温度为50℃，保温震荡90min，取出，得到镀镍聚丙烯腈纤维，用去离子水水洗后，烘干，经纺织织造后得到防护服。

对实施例5-6、对比例1制备的防护服进行性能测试

1、抗菌性测试

参照gbt20944.3-2008纺织品抗菌性能的评价，分别对新制样品和经过30次标准水洗后的腈纶镀镍织物样分别进行抗菌率的测试，从而评价镀镍纤维的定量抗菌效果，结果如表1所示：

表一、防护服的抗菌性能结果

由表一可知：本发明制备的防护服具有良好的抑菌性，且耐洗性能良好，可持久的维护防护服的自清洁。

2、抗电磁屏蔽性能

采用dr-913型织物防电磁辐射性能测试仪对实施例5-6、对比例1制备的防护服以及经过30次标准水洗后的防护服的防电磁辐射性能进行测试。

抗电磁屏蔽效果的评价标准为：

se值在0-10db范围内可视为基本无屏蔽效果；

se值在10-30db范围内屏蔽效果很小；

se值在30-60db范围内的屏蔽值就可以使用，视为屏蔽性能的平均值；

se值在60-90db平均值之上的屏蔽效能，屏蔽效果较好；

se值在高于90db即为最佳屏蔽效果。

表二、防护服的抗电磁屏蔽性

由表二可知，本发明制备的防护服屏蔽效能se值平均值在60db以上，最高可达到95db，已经高于平均值(30-60db)，且具有一定的耐水洗稳定性，可以用作航空用电磁辐射防护服，

以上内容仅仅是对本发明的构思所作的举例和说明，所属本技术领域的技术人员对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离发明的构思或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。