一种X、γ防护功能的纤维及其制备方法与流程

本发明属于防辐射技术领域，特别是涉及一种x、γ防护功能的纤维及以及一种x、γ防护功能的纤维的制备方法。

背景技术：

近年来，石油煤炭等不可再生能源所带来的环境污染，资源枯竭等问题日益突出，迫使人们努力寻找替代的可再生的清洁能源，因此核能也正式被纳入对人类发展有益的能源行列。然而，核能的使用在促进国防科研以及民生领域迅猛发展的同时，其可能带来的各种放射性射线对人体造成的危害也不可小觑。由此，核防护产业也逐渐发展起来。

最早出现的核防护纺织品面料夹层中，主要填充铅板、铁板等厚重的金属材料。随着重金属以及其他材料的不断发展，越来越多的材料被应用于核防护领域，核防护纺织品也正向着轻量化，易加工，多重防护等方面迈进。

目前现有技术制备的轻量化核防护材料中，包含纤维基核防护材料，常见的制备方式为将阻隔材料混入其他纺丝溶液中进行共混纺丝以及将各种射线屏蔽材料以物理或者化学等方式涂敷于纤维表面等等。如中国发明专利(cn110438664a)公开了一种高能射线防护用钨酸铋/氧化钨/聚合物复合纳米纤维膜及其制备方法，该方法首先通过水热合成制备氧化钨纳米棒晶种，然后将其与高分子溶液混合制备电纺前驱体溶液，经过静电纺丝过程得到纳米纤维膜后由后续两步水热过程得到柔性异质复合纳米纤维。再如中国发明专利(cn104947243b)公开的一种含镧系元素聚丙烯/聚氨酯x射线屏蔽复合纤维的制备方法，该方法是，该方法以聚丙烯/聚氨酯复合材料为基体，添加镧系化合物颗粒，经挤出机共混挤出造粒后制得纺丝母粒，后经单螺杆纺丝机制得初生纤维，再用对二甲苯溶解部分聚丙烯纤维得到x射线防护纤维。再如中国发明专利(cn106316159b)公开的一种带有x射线阻射剂涂层的石英纤维的制备方法，该方法是将阻射剂的表面处理剂涂敷于石英纤维单丝表面，由拉丝机机头高速旋转牵引并收卷成石英纤维原丝，再经过烘丝、退解、初捻、并捻后生产成阻射剂涂层石英纤维。然而，以上发明不足之处在于功能材料与聚合物材料之间的相容性问题不利于后道工序的加工成型且纤维的轻量化还有待进一步提升。

技术实现要素：

本发明提供了一种x、γ防护功能的纤维及其制备方法，解决了以上问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明的一种x、γ防护功能的纤维的制备方法，包括以下步骤：

s01、纤维原料束丝固定于真空镀膜机：将纤维原料置于真空镀膜机的放卷站，并穿过真空镀膜机的蒸镀辊卷绕于真空镀膜机的收卷站上，待真空镀膜机的蒸镀室达到一定真空度时，真空泵停止工作；

s02、离子轰击纤维原料表面：打开离子轰击源轰击纤维原料表面一段时间后，真空泵继续工作；

s03、高纯铋气化沉淀：当蒸镀室达到另一真空度时，真空镀膜机的加热蒸发舟使一定质量高纯度的铋在一定温度条件下融化并形成铋蒸汽，启动真空镀膜机的卷绕系统，当纤维原料以一定速度运动时，打开真空镀膜机的挡板，使移动的纤维原料表面沉积一定厚度的高纯铋；

s04、获得纤维成品：冷却以后，获得一种x、γ防护功能的纤维成品。

进一步地，所述纤维原料采用包括但不限于钨丝、镍丝、不锈钢丝材料。

进一步地，所述纤维原料的直径为0.001～0.1mm，长度为0.01～10cm。

进一步地，所述步骤s01中纤维原料表面处理之前，即真空泵停止工作之前的蒸镀室真空度为1～100pa。

进一步地，所述步骤s02中离子轰击源轰击纤维原料表面的时间为1～50min。

进一步地，所述步骤s03中纤维原料表面处理之后的蒸镀室真空镀为1×10^-4～10×10^-4mpa。

进一步地，所述步骤s03中蒸发舟内高纯度铋的质量为0.1～100g。

进一步地，所述步骤s03中蒸发舟的加热温度为100～1000℃。

进一步地，所述步骤s03中纤维原料的运动速度为0.01～1m/min。

如上述所述的由该方法制备的一种x、γ防护功能的纤维，用于防辐射领域等领域，该x、γ防护功能的纤维是借助高纯铋低熔点的特点，利用真空镀手段，使铋均匀包裹于纤维原料外层，以制备结构均匀且x、γ防护功能的纤维。

本发明相对于现有技术包括有以下有益效果：

1、在直径相同以及防护效果相当的前提下，大幅度降低纤维的质量。

2、经过改进后的纤维更为柔软，便于后道工序的加工成型。

3、该复合纤维做成织物以后，使织物具有宽频防辐射性能。

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为本发明的一种x、γ防护功能的纤维的制备方法的流程步骤图；

图2为本发明实施例2中纤维成品截面示意图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-不锈钢丝，2-金属铋。

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所示，本发明的一种x、γ防护功能的纤维的制备方法，具体步骤为：将直径为0.01mm，长度为5cm的钨丝材质的纤维原料束丝置于真空镀膜机的放卷站，并穿过蒸镀辊卷绕在收卷站上，待蒸镀室的真空度达到15pa时，真空泵停止工作，打开离子轰击源轰击纤维原料表面15min，真空泵继续工作，当蒸镀室的真空镀达到5×10^-2mpa时，加热蒸发舟使1g高纯度的铋在550℃条件下融化并形成铋蒸汽，启动卷绕系统，当纤维原料以0.02m/min运动时，打开挡板，使移动的纤维表面沉积高纯铋，静置5h后，即得一种x、γ防护功能的纤维成品。

实施例2：

如图1和图2所示，一种x、γ防护功能的纤维的制备方法，具体步骤为：将直径为0.02mm，长度为15cm的不锈钢丝材质的纤维原料束丝置于真空镀膜机的放卷站，并穿过蒸镀辊卷绕在收卷站上，待蒸镀室的真空度达到20pa时，真空泵停止工作，打开离子轰击源轰击纤维原料表面20min，真空泵继续工作，当蒸镀室的真空镀达到6×10^-2mpa时，加热蒸发舟使2g高纯度的铋在600℃条件下融化并形成铋蒸汽，启动卷绕系统，当纤维原料以0.05m/min运动时，打开挡板，使移动的纤维表面沉积高纯铋，静置6h后即得一种x、γ防护功能的纤维成品，该纤维成品中间为不锈钢丝1，外部为金属铋层2。

本发明相对于现有技术具有以下有益效果：

1、在直径相同以及防护效果相当的前提下，大幅度降低纤维的质量。

2、经过改进后的纤维更为柔软，便于后道工序的加工成型。

3、该复合纤维做成织物以后，使织物具有宽频防辐射性能。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。