[發明專利]一種防X射線輻射纖維素纖維的制備方法

無效

• 申請號: 201210344874.X
• 申請日: 2012-09-18
• 公開（公告）號: CN102877146A
• 公開（公告）日: 2013-01-16
• 發明（設計）人: 王樂軍;馬君志;李昌壘;姜明亮;秦翠梅;王東
• 申請（專利權）人: 山東海龍股份有限公司
• 主分類號: D01F2/08
• 分類號: D01F2/08;D01D5/06;D01D5/12;D01D10/02
• 代理公司: 濟南舜源專利事務所有限公司 37205
• 代理人: 李江

技術領域

本發明涉及一種防X射線輻射纖維素纖維的制備方法，具體地說是一種用直接合成改性后硫酸鋇(BaSO₄)乙二醇溶液和纖維素為主要原料生產的具有防X射線輻射功能的纖維素纖維的制備方法，屬于人造纖維素纖維生產領域。

背景技術

隨著工農業生產，特別是國防科研、放射醫學和原子能工業的迅速發展，各種射線的使用日益廣泛，X射線是其重要的一種。X射線是由強光子流組成的電磁波，可間接引起物質電離，對人體的傷害很大。長期接觸X射線會對人體的性腺、乳腺、紅骨髓等產生傷害，超過一定劑量還會造成白血病、骨髓瘤等疾病。根據X射線的性質及其與物質的作用機理，可選擇和制備相應的材料進行防護。

最早用于X?射線屏蔽的是鉛板、鐵板等金屬材料，由于使用中對低毒和柔軟的要求，又開發出了含鉛的玻璃、有機玻璃及橡膠等制品，并加工成各種防護服、頭盔、防護手套等。但是這些防護用品透氣性差，笨重，穿用不舒適，因此人們一直在研制服用良好的X射線防護織物。許多國家曾設計鉛纖維作為防X射線的材料使用，這種將電解鉛熔融后在噴絲孔中擠出并經反復拉伸制成的鉛纖維，盡管透氣性和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。

上世紀80年代初，蘇聯莫斯科紡織材料研究所致力于防護纖維和防護服的研究開發。首先他們進行聚丙烯腈接枝，然后用硫化鈉溶液處理接枝共聚材料，最終再用醋酸鉛溶液處理被改性的織物。這種方法的優點在于鉛消耗量低、耐洗滌，使用1～2兩層織物即可明顯減弱X射線輻射，可用于制做輕便防護服。但工藝較復雜，制取難度大。

目前研制成的新型防X射線纖維主要是用聚丙烯和固體X射線屏蔽劑材料復合制成的。由這種纖維做成的非織造布對中、低能量的X射線具有較好的屏蔽效果。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的防輻射纖維，可用于制作長期接觸X射線的工作人員的服裝，效果良好。

然而，上述防X射線纖維的制備多是采用固體X射線屏蔽劑與聚合物熔體或溶液直接共混進行紡絲的方法進行制備，所得的成品纖維的物理機械性能均較差，且固體X射線屏蔽劑易流失，且添加時分散性不好和易團聚等問題，因此限制該纖維的應用。

發明內容

為了解決上述問題，本發明設計了一種防X射線輻射纖維素纖維的制備方法，該方法工藝簡單，通過對X射線屏蔽劑—納米硫酸鋇的改性制成納米硫酸鋇乙二醇溶液以及合成后直接應用，有效地解決了纖維中硫酸鋇的流失以及單獨加入納米硫酸鋇時顆粒的分散和團聚等問題，保證了纖維的防X射線輻射功能和物理機械性能優良。

本發明的技術方案為：

一種防X射線輻射纖維素纖維的制備方法，包括以下步驟：

（1）改性納米硫酸鋇乙二醇溶液的制備：以Ba(OH)₂和硫酸為主要原料，首先在反應裝置內加入濃度為10%～25%乙二醇溶液，隨后在攪拌加熱在50～80℃的條件下加入Ba(OH)₂，溶解后停止加熱，加入0.5mol/L～2mol/L硫酸水溶液，然后調節PH值為中性或微堿性（PH值在7～8之間），繼續攪拌5～15min后，得到質量分數10%～25%的改性硫酸鋇乙二醇溶液，將該溶液在150～180℃進行分餾，得到濃縮后的改性硫酸鋇乙二醇溶液；其中，溶液中納米硫酸鋇的質量分數含量范圍20%～50%，可根據反應調整；

（2）粘膠原液的制備：以纖維素漿粕為原料，經過浸漬、壓榨、粉碎、老成、黃化和溶解等步驟制得粘膠，該粘膠中甲纖質量含量為7-10%；

（3）紡絲原液的制備：將上述步驟（1）制備好的改性納米硫酸鋇乙二醇溶液按硫酸鋇含量對甲纖的質量比為10%～30%的比例加入到上述步驟（2）中制備好的粘膠中，攪拌均勻，然后將上述混合好的粘膠經過熟成、脫泡、過濾，得到粘膠紡絲原液；

（4）紡絲成型：將上述步驟（3）制備的粘膠通過凝固浴進行紡絲，紡絲溫度為30～50℃，初生絲束經過濕熱牽伸定型、精練處理洗除纖維中的各種雜質，再經過高溫烘干（110～125℃）后即得到防X射線輻射纖維素纖維。

其中，所述步驟（4）中凝固浴由50～200g/L的H₂SO₄，5～100g/L的ZnSO₄或Al₂（SO₄）₃，50～400g/L的Na₂SO₄組成。