一种防辐射纤维及其制备方法和防护服
阅读说明：本技术 一种防辐射纤维及其制备方法和防护服 (Radiation-proof fiber, preparation method thereof and protective clothing ) 是由 徐开玖 张茂青 马玲玲 汤飞辉 缪夕霞 林磊 于 2021-06-30 设计创作，主要内容包括：本申请涉及防辐射材料的技术领域,更具体地说,它涉及一种防辐射纤维及其制备方法和防护服。防辐射纤维由包含以下重量份的原料制成：50-90份纤维素黄酸酯以及2-10份纳米金属粉末以及10-20份稀氢氧化钠水溶液,且所述纳米金属粉末为纳米银粉末、纳米氧化锌粉末以及纳米硫酸钡粉末中的一种或者几种的组合物；其制备方法为：(1)制备粘胶原液；(2)制备纺丝原液；(3)制备防辐射粗纤维；(4)制备防辐射纤维。本申请的防辐射纤维及其制备方法均具有保持防护服的防辐射性能并提升其舒适度的效果。(The application relates to the technical field of radiation-proof materials, in particular to radiation-proof fibers, a preparation method thereof and protective clothing. The radiation-proof fiber is prepared from the following raw materials in parts by weight: 50-90 parts of cellulose xanthate, 2-10 parts of nano metal powder and 10-20 parts of dilute sodium hydroxide aqueous solution, wherein the nano metal powder is one or a combination of nano silver powder, nano zinc oxide powder and nano barium sulfate powder; the preparation method comprises the following steps: (1) preparing a viscose stock solution; (2) preparing a spinning solution; (3) preparing radiation-proof coarse fibers; (4) and preparing the radiation-proof fiber. The radiation-proof fiber and the preparation method thereof have the effects of keeping the radiation-proof performance of the protective clothing and improving the comfort level of the protective clothing.)
技术领域
本申请涉及防辐射材料的
技术领域
，更具体地说，它涉及一种防辐射纤维及其制备方法和防护服。背景技术
电磁辐射是一种看不见、摸不着的污染，被人们称为“隐形杀手”。人们在日常生活中接触到的电视机、微波炉、剃须刀等大多数家用电器都可以产生各种形式的电磁辐射，而这些电磁辐射对人体生殖系统、神经系统和免疫系统均具有直接或者间接的伤害，特别是对于孕妇人群，存在造成流产、不育、畸胎等病变的可能性。
相关技术中，为了在减少电磁辐射对孕妇的伤害，通常将银纤维与纯棉纤维进行混纺得到防护衣，使得当孕妇穿着该防护衣时，防护衣可以通过银纤维形成一个屏蔽电磁辐射的保护罩，进而完成对孕妇的电磁辐射保护。
针对上述中的相关技术，发明人认为，虽然上述由银纤维与纯棉纤维混纺的防护服具有极为优良的屏蔽辐射的性能，但是由于银纤维的表面可能存在一些细小的毛刺，使得当孕妇在天气较热的环境下贴身穿着上述防护服时，细小的毛刺容易对孕妇的皮肤造成损伤，存在上述防护服舒适度较差的缺陷。
发明内容
为了提高防护服的舒适度，本申请提供一种防辐射纤维及其制备方法和防护服。
第一方面，本申请提供一种防辐射纤维，采用如下的技术方案：
一种防辐射纤维，由包含以下重量份的原料制成50-90份纤维素黄酸酯以及2-10份纳米金属粉末以及10-20份稀氢氧化钠水溶液，且所述纳米金属粉末为纳米银粉末、纳米氧化锌粉末以及纳米硫酸钡粉末中的一种或者几种的组合物。
通过采用上述技术方案，由于采用纳米银粉末、纳米氧化锌粉末以及纳米硫酸钡粉末等纳米金属粉末作为防辐射金属材料，采用纤维素黄酸酯作为纤维基料，使得纤维素黄酸酯可以作为载体迫使纳米金属粉末相互连接，进而在减少防辐射纤维的毛刺的产生并提高防护服的舒适度的同时，还可以同样形成一个屏蔽电磁辐射的保护罩，并获得防辐射的效果。
另外，由于采用纤维素黄酸酯作为纤维基料对纳米金属粉末进行负载，而纤维素黄酸酯又可以制备得到舒适感极佳的冰丝纤维，进一步提高防护服的舒适度。
再加上，由于采用稀氢氧化钠水溶液作为溶剂，促使纳米金属粉末可以更为均匀的分散于纤维素黄酸酯内，进一步提高防辐射纤维的防辐射性能。
优选的，由包含以下重量份的原料制成：65-75份纤维素黄酸酯、5-7份纳米金属粉末以及13-17份稀氢氧化钠水溶液。
通过采用上述技术方案，由于采用上述比例的纤维素黄酸酯、纳米金属粉末以及稀氢氧化钠水溶液，进而促使纳米金属粉末可以更为容易的通过稀氢氧化钠水溶液分散于纤维素黄酸酯内，进而有效提高防辐射纤维的防辐射性能。
优选的，所述纳米金属粉末的粒径介于30-80nm之间。
通过采用上述技术方案，由于采用上述粒径范围内的纳米金属粉末，使得当孕妇穿着由防辐射纤维编织而成的防护服时，可以有效减少
因为纳米金属粉末颗粒较大而导致防护服的舒适感降低的可能性。
另外，由于采用上述粒径范围内的纳米金属粉末，还可以有效降低因为粒径较小而发生触变并促使粘度陡然增大的可能性，间接降低制备防辐射纤维的操作难度。
优选的，所述稀氢氧化钠水溶液的pH值介于7.5-9.5之间。
通过采用上述技术方案，由于采用上述范围的pH值，使得稀氢氧化钠水溶液在有效对纤维素黄酸酯进行溶解，并促使纳米金属粉末更为均匀的分散于纤维素黄酸酯内的同时，还可以有效减少纤维素黄酸酯因为稀氢氧化钠水溶液碱度过高，而发生变性的可能性，间接提高防辐射纤维的防辐射性能。
优选的，还包括5-15份防辐射添加剂，所述防辐射添加剂为蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶中的一种或者几种的混合物。
通过采用上述技术方案，由于采用蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶作为防辐射添加剂添加至防辐射纤维体系内，使得蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶在提高防辐射纤维的防辐射性能的同时，还可以调节人体的神经内分泌并清除体内的自由基，进而有效增加人体的辐射抵抗性。
优选的，所述防辐射添加剂为蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶的混合物，且所述蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶的重量比例为1:1:3。
通过采用上述技术方案，由于采用上述比例的蜂毒钛、珍珠粉以及过氧化氢酶，进而在进一步提高防辐射纤维的防辐射性能的同时，还可以进一步增加人体的辐射抵抗性。
优选的，所述纳米金属粉末为纳米银粉末以及纳米氧化锌粉末的混合物，且所述纳米银粉末以及纳米氧化锌粉末的重量比例为4:1。
通过采用上述技术方案，由于采用上述比例的纳米银粉末以及纳米氧化锌粉末，使得纳米银粉末以及纳米氧化锌粉末在进一步提高防辐射纤维的防辐射性能的同时，纳米氧化锌粉末还可以有效提高过氧化氢酶的活性，进一步提高人体的辐射抵抗性。
第二方面，本申请提供一种防辐射纤维的制备方法，采用如下的技术方案：
一种防辐射纤维的制备方法，包括以下步骤：
(1)将纤维素黄酸酯以及纳米金属粉末依次添加至稀氢氧化钠水溶液内，随后搅拌混合得到粘胶原液；
(2)将粘胶纤维原液放置于30-60℃的温度下静置，随后洗涤至中性，得到纺丝原液；
(3)将纺丝原液进行纺丝，并通过凝固浴得到防辐射粗纤维；
(4)将防辐射粗纤维进行水洗、脱硫以及干燥工序，得到防辐射纤维。
通过采用上述技术方案，(2)中，由于粘胶原液在上述温度以及上述时间下进行静置，进而有效降低纤维素黄酸酯的酯化度，并调节粘胶原液的粘度以及稳定性，在有效降低制备防辐射纤维的操作难度的同时，还可以间接提高辐射纤维的防辐射性能。
第三方面，本申请提供一种防护服，采用如下的技术方案：
一种防护服，由上述防辐射纤维编织而成。
综上所述，本申请具有以下有益效果：
1、由于本申请采用纳米金属粉末作为抗辐射金属材料，采用纤维素黄酸酯作为纤维基料，进而在减少防辐射纤维的毛刺的产生并提高防护服的舒适度的同时，还可以促使防辐射纤维获得防辐射的效果。
2、本申请中优选采用纤维素黄酸酯作为纤维基料对纳米金属粉末进行负载，由于纤维素黄酸酯可以制备得到舒适感极佳的冰丝纤维，进而获得了进一步提高防护服的舒适度的效果。
3、本申请的方法，通过在30-60℃的温度下静置，因此，获得了降低制备防辐射纤维的操作难度并间接提高辐射纤维的防辐射性能的效果。
附图说明
图1是本申请提供的制备防辐射纤维的方法的流程图。
具体实施方式
以下结合实施例和对比例对本申请作进一步详细说明。
原料
本申请中各原料组分如表1：
表1各原料组分的来源
实施例
实施例1
一种防辐射纤维，采用如下制备方法：
(1)将70kg纤维素黄酸酯以及6kg纳米银粉末(粒径＝55nm)依次添加至15kg16％氢氧化钠水溶液(pH值＝8.5)内，随后在500r/min的搅拌速度下混合1h得到粘胶原液；
(2)将粘胶纤维原液放置于45℃的温度下静置6h，随后用去离子水洗涤至中性，得到纺丝原液；
(3)将纺丝原液进行纺丝，并通过饱和硫酸锌溶液进行凝固浴得到防辐射粗纤维；
(4)将防辐射粗纤维通过去离子水内进行水洗、通过聚己二醇二甲醚进行脱硫，最后自然吹风干燥，得到防辐射纤维。
实施例2-9
与实施例1的不用之处在于，实施例2-9中，纤维素黄酸酯、纳米银粉末以及16％氢氧化钠水溶液的重量有所不同，具体如表2所示。
表2实施例1-9中各原料组成及其重量表(kg)
实施例10
与实施例1的不同之处在于，纳米银粉末的粒径＝30nm。
实施例11
与实施例1的不同之处在于，纳米银粉末的粒径＝80nm。
实施例12
与实施例1的不同之处在于，16％氢氧化钠水溶液的pH值＝9.5。
实施例13
与实施例1的不同之处在于，16％氢氧化钠水溶液的pH值＝7.5。
实施例14
与实施例1的不同之处在于，(1)中，还包括10kg蜂毒钛。
实施例15
与实施例14的不同之处在于，蜂毒钛的重量为15kg。
实施例16
与实施例14的不同之处在于，蜂毒钛的重量为5kg。
实施例17
与实施例14的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的珍珠粉。
实施例18
与实施例14的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶。
实施例19
与实施例14的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶与蜂毒肽的混合物，且过氧化氢酶与蜂毒肽的比例为1:1。
实施例20
与实施例14的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶与珍珠粉的混合物，且过氧化氢酶与珍珠粉的比例为1:1。
实施例21
与实施例14的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的混合物，且过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的比例为1:1:1。
实施例22
与实施例21的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的混合物，且过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的比例为1:1:5。
实施例23
与实施例21的不同之处在于，将蜂毒钛替换为相同重量的过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的混合物，且过氧化氢酶、珍珠粉以及蜂毒肽的比例为1:1:3。
实施例24
与实施例23的不同之处在于，将纳米银粉末替换为相同重量的纳米硫酸钡粉末。
实施例25
与实施例23的不同之处在于，将纳米银粉末替换为相同重量的纳米氧化锌粉末。
实施例26
与实施例23的不同之处在于，将纳米银粉末替换为相同重量的纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的混合物，且纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的比例为1:1。
实施例27
与实施例23的不同之处在于，将纳米银粉末替换为相同重量的纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的混合物，且纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的比例为4:1。
实施例28
与实施例23的不同之处在于，将纳米银粉末替换为相同重量的纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的混合物，且纳米银粉末与纳米氧化锌粉末的比例为3:1。
实施例29
与实施例27的不同之处在于，(2)中，将粘胶纤维原液放置于30℃的温度下静置6h。
实施例30
与实施例27的不同之处在于，(2)中，将粘胶纤维原液放置于70℃的温度下静置6h。
对比例
对比例1
与实施例1的不同之处在于，不包括16％氢氧化钠水溶液。
应用实施例
应用实施例1-30
一种防护服，由实施例1-28的防辐射纤维编织而成。
应用对比例
应用对比例1
一种防护服，由银纤维与纯棉纤维进行混纺而成。
应用对比例2
与应用实施例1的不同之处在于，由对比例1的防辐射纤维编织而成。
性能检测试验
试验方法
从应用实施例1-30以及应用对比例1-2分别取出三份样品，随后裁剪成相同形状的防护布，最后进行如下测试，并取平均值。
试验一、舒适度检测
将上述样品放置于同一平面上，随后通过五十个评测员对上述样品进行评测，并根据少数服从多数的原则，以“Sa”表示对上述样品的舒适度。
Sa0、光滑且无粗糙感；
Sa1：略有粗糙感；
Sa2：有粗糙感；
Sa3：有刺痛感。
试验二、防辐射检测
将上述样品对剃须刀进行包覆，随后通过电磁辐射测试仪对剃须刀打开时的辐射值进行十次测量，并取平均值。需要说明的是，在本申请中，上述剃须刀在未包覆任何样品时的辐射平均值为19.62ut，而国家安全辐射标准为小于0.2ut。
检测结果：应用实施例1-30以及应用对比例1-2检测结果如表3所示。
表3应用实施例1-30以及应用对比例1-2的检测结果表
结合应用实施例1-5和应用对比例1并结合表3可以看出，相对于应用对比例1来说，应用实施例1-5的辐射值虽然有所提高，但是应用实施例1-5的辐射值仍处于国家安全标准之下，且应用实施例1-5的舒适度均明显改良。特别是应用实施例1，在辐射值较低的前提下，舒适度还相对最佳，因此，纤维素黄酸酯以及纳米银粉末在实施例1的比重中为较优。
结合应用实施例1、应用实施例6-9以及应用对比例2并结合表3可以看出，相对于应用实施例1来说，虽然应用实施例6以及应用实施例8的辐射值还是处于国家安全标准以下，但是辐射值确实有所提升。而应用对比例2在舒适度大大变差的同时，辐射值甚至还超过国家安全标准，由此说明，16％氢氧化钠水溶液对防护服的防辐射性能以及舒适度均具有很大的效果。
但是，相对于应用实施例7以及应用实施例9来说，应用实施例1的舒适度以及辐射值却没有显著变化，为了成本考虑，应用实施例1的比重仍为较优。
结合应用实施例1以及应用实施例10-11以及应用对比例1并结合表3可以看出，虽然相对于应用对比例1来说，应用实施例10-11的防辐射性能以及舒适度均相差不大，由此说明，纳米银粉末的粒径在实施例10-11的范围内，也可以提高防护服的防辐射性能以及舒适度。
其中，相对于应用实施例1来说，虽然应用实施例10-11的防辐射性能均没有明显的改变，但是，应用实施例10的舒适度却显著变差，而应用实施例在成本过高的同时，制备难度也变大，因此，应用实施例1仍为较优。
结合应用实施例1、应用实施例12-13以及应用对比例1并结合表3可以看出，虽然相对于应用对比例1来说，应用实施例12-13的防辐射性能以及舒适度均相差不大，由此说明，16％氢氧化钠水溶液的pH值在实施例12-13的范围内，也可以提高防护服的防辐射性能以及舒适度。其中，相对于应用实施例1来说，虽然应用实施例12-13的防辐射性能均有所下降，因此，应用实施例1仍为较优。
结合应用实施例1以及应用实施例14-16并结合表3可以看出，相对于应用实施例1来说，应用实施例14-16的防辐射性能均显著提高，由此说明，蜂毒肽具有提升防护服的防辐射性能的效果。
特别是应用实施例14-15，防辐射性能的提升效果最佳。但是相对于应用实施例15来说，应用实施例14中蜂毒肽的添加量相对较少，故应用实施例14为较优。
结合应用实施例1、应用实施14以及应用实施例17-18并结合表3可以看出，相对于应用实施例1来说，应用实施例17-18的防辐射性能也均有所提升，由此说明，珍珠粉以及过氧化氢酶也具有提升防护服的防辐射性能的效果，且过氧化氢酶的提升效果最佳。
结合应用实施例14以及应用实施例19-23并结合表3可以看出，相对于应用实施例14来说，应用实施例19-23的防辐射性能均显著提升，特别是应用实施例23的提升效果最佳，由此说明，当蜂毒肽、珍珠粉以及过氧化氢酶进行协配使用时，可以进一步提升防护服的防辐射性能，且在应用实施例23的比例时提升效果最佳。
结合应用实施例23-25并结合表3可以看出，相对于应用实施例23来说，应用实施例24-25的防辐射性能的下降幅度不大，由此说明，纳米硫酸钡粉末以及纳米氧化锌粉末也具有一定的提升防护服的防辐射性能的效果，且纳米氧化锌粉末可能具有提升酶活性的作用，其的提升效果仅比纳米银粉末略差，但是成本更低。
结合应用实施例23、应用实施例26-28并结合表3可以看出，相对于实施例23来说，应用实施例26-28的防辐射性能均仅仅的小幅度降低，甚至，应用实施例27的防辐射性能与应用实施例23相同，由此说明，当纳米银粉末与纳米氧化锌粉末复配时，特别是在应用实施例27的比例范围内时，可以达到与纯纳米银粉末相同的提升效果，为了成本考虑，应用实施例27为较优。
结合应用实施例27、应用实施例29-30并结合表3可以看出，相对于应用实施例27来说，应用实施例29-30的防辐射性能均显著降低，由此说明，静置温度对防护服的防辐射性能具有显著影响，因此，应用实施例27仍为较优。
本具体实施例仅仅是对本申请的解释，其并不是对本申请的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本申请的权利要求范围内都受到专利法的保护。