一种防X射线屏蔽织物及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种防X射线屏蔽织物及其制备方法和应用。该方法先将功能性混合屏蔽粉体和可纺聚合物进行熔融共混造粒，再进行熔融纺丝得到初生纤维，热牵伸后得到防X射线复合纤维，再制成防X射线基底织物，再利用水热反应法在防X射线基底织物上生长金属氧化物纳米结构，得到防X射线屏蔽织物。本发明专利技术将屏蔽粉体添加到聚合物中，利用钨、铋、钽三种元素不同的K吸收边，弥补彼此的弱吸收区，达到协同效应，所制备的材料具有不同能量段X射线的屏蔽作用。本发明专利技术通过水热反应法在防X射线基底织物上生长金属氧化物纳米结构，制备的防X射线屏蔽织物具有更宽的X射线屏蔽范围和更高的X射线屏蔽效率。蔽效率。蔽效率。

【技术实现步骤摘要】
一种防X射线屏蔽织物及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于纺织品领域，具体是一种防X射线屏蔽织物及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]X射线是一种介于紫外线和伽马射线之间，波长为0.001～10nm，能量为0.1eV～10GeV的电磁波，具有很强的穿透力，能穿透不同密度的物质，被广泛用于国防、能源、科研、医疗诊断和治疗等领域。但是，长期照射X射线，会影响人体血液和淋巴的正常运行，使细胞原生质发生改变，引发组织病变，导致免疫力下降，以及出现失眠乏力等症状，进而还会诱发白血病和癌症的发生。因此在人员防护方面的研究是一个十分迫切的需求。
[0003]铅作为一种传统的防辐射材料，应用十分广泛，具有良好的能量吸收特性。但铅是一种有毒金属，由于基体的损伤、裂纹和老化会导致其毒性和潜在的泄漏，对人体和环境都会带来一定的伤害。且铅对能量介于40～88keV之间的医用X射线的吸收能力较差，存在“弱吸收区”。此外，铅橡胶围裙重达5～7kg，其笨重、灵活性差、透气性差，不利于医护人员的长时间穿着，影响工作人员的工作效率。现有技术中，有人通过纳米纤维膜实现防辐射，但由于纳米纤维膜不耐水洗、不耐磨等问题，不利于实际应用。也有人利用涂覆、浸渍等工艺将纺织品通过后整理的方式制备成防辐射织物，但这种后整理的方式不仅会严重降低织物的透气性能，且对织物的耐久性、柔韧性也有一定的影响。所以需要开发出一种轻便灵活且屏蔽防护性能优良的辐射防护用纺织品。

技术实现思路

[0004]针对现有技术的不足，本专利技术拟解决的技术问题是，提供一种防X射线屏蔽织物及其制备方法和应用。
[0005]本专利技术解决所述方法技术问题的技术方案是，提供一种防X射线屏蔽织物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0006](1)将功能性混合屏蔽粉体和可纺聚合物进行熔融共混造粒，得到防X射线共混母粒；
[0007]功能性混合屏蔽粉体是由Bi2O3、Ta2O5、WO3和石墨组成；
[0008](2)将防X射线共混母粒进行熔融纺丝，得到初生防X射线复合纤维；
[0009](3)对初生防X射线复合纤维进行热牵伸，缩小纤维直径的同时提高沿纤维轴向的取向度，得到防X射线复合纤维；
[0010](4)以防X射线复合纤维为原料，制得防X射线基底织物；
[0011](5)利用水热反应法在步骤(4)得到的防X射线基底织物上生长金属氧化物纳米结构，得到防X射线屏蔽织物；
[0012]所述金属氧化物纳米结构为ZnO纳米结构、WO3纳米结构、Bi2O3纳米结构、Ta2O5纳米结构或Ga2O3纳米结构。
[0013]本专利技术解决所述织物技术问题的技术方案是，提供一种所述的制备方法制备得到
的防X射线屏蔽织物。
[0014]本专利技术解决所述应用技术问题的技术方案是，提供一种所述防X射线屏蔽织物的应用，其特征在于，将防X射线屏蔽织物作为中间防护层，通过复合工艺将外层防护层和内层舒适层分别复合在中间防护层的外侧和内侧，形成多功能防X射线复合织物。
[0015]与现有技术相比，本专利技术有益效果在于：
[0016](1)本专利技术将屏蔽粉体添加到聚合物中，利用钨、铋、钽三种元素不同的K吸收边，弥补彼此的弱吸收区，达到协同效应，所制备的材料具有不同能量段X射线的屏蔽作用；
[0017]Bi元素的K吸收边为90.53keV，可以弥补Pb的弱吸收区，W和Ta元素可以弥补Bi的弱吸收区。
[0018](2)本专利技术通过水热反应法在防X射线基底织物上生长金属氧化物纳米结构，不仅解决了聚合物中屏蔽粉体添加量过高导致纺丝困难、屏蔽粒子分布不均匀的问题，而且进一步弥补了防X射线基底织物内部屏蔽粒子的弱吸收区，达到协同效应，使所制备的防X射线屏蔽织物具有更宽的X射线屏蔽范围和更高的X射线屏蔽效率，还赋予了其他性能，实现了防X射线屏蔽织物的多功能化和多用途化。
[0019](3)本专利技术结合熔融共混造粒和熔融纺丝技术制备了屏蔽剂含量高达65wt％的初生防X射线复合纤维，直径约为90～100μm，强度为25～35MPa。而经过热牵伸后的纤维直径缩小到原来的40～50％，强度可达到165～180MPa，具有良好的服用性能。
[0020](4)本专利技术采用非织造针刺工艺制备防X射线基底织物，非织造布材料面积/体积比大，其多孔结构有利于提高最终产品的透气性能，解决了现有橡胶涂层类X射线屏蔽织物透气性差的问题。
[0021](5)本专利技术所制备的防X射线屏蔽织物和多功能防X射线复合织物，不仅无毒、对环境友好，而且工艺简单、成本低廉、透气性优良，而且具有轻质化、灵活化、多功能化、多用途化的优势，具有优异防护性能的同时还具有密封、防紫外线、阻燃、抗菌、易清洁、耐磨性能等一种或多种其他性能，可同时满足对不同能量段X射线的防护功能，且使用周期长，屏蔽性能持久，适合工作人员长时间佩戴，具有广阔的产业化前景。
附图说明
[0022]图1为本专利技术制备的多功能防X射线复合织物的工艺流程图；
[0023]图2为本专利技术制备的多功能防X射线复合织物的结构示意图；
[0024]图3为本专利技术实施例1制备的初生防X射线复合纤维的电镜图；
[0025]图4为本专利技术实施例1制备的防X射线复合纤维的电镜图；
[0026]图5为本专利技术实施例1制备的防X射线基底织物在不同X射线能量下的衰减效率图；
[0027]图6为本专利技术实施例1制备的防X射线屏蔽织物的电镜图；
[0028]图7为本专利技术实施例1制备的防X射线屏蔽织物的电镜图；
[0029]图8为本专利技术实施例1制备的防X射线屏蔽织物在120kV下的DR图像；
[0030]图9为本专利技术实施例1制备的防辐射聚酰亚胺包芯纱织物在40kV下的DR图像；
[0031]图10为本专利技术实施例2制备的防X射线屏蔽织物在120kV下的DR图像；
[0032]图11为本专利技术实施例1和实施例2制备的防X射线基底织物的透气性测试结果图。
[0033]图中，外层防护层1、防X射线基底织物2、内层舒适层3、金属氧化物纳米结构4。
具体实施方式
[0034]下面给出本专利技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本专利技术，不限制本申请权利要求的保护范围。
[0035]本专利技术提供了一种防X射线屏蔽织物的制备方法(简称方法)，其特征在于，该方法包括以下步骤：
[0036](1)将功能性混合屏蔽粉体和可纺聚合物颗粒加入双螺杆挤出机中进行熔融共混造粒，经挤出、冷却、剪切后得到防X射线共混母粒；
[0037]优选地，步骤(1)中，功能性混合屏蔽粉体是由Bi2O3(氧化铋)粉体、Ta2O5(氧化钽)粉体、WO3(氧化钨)粉体和石墨组成，添加量为30～65wt％(即功能性混合屏蔽粉体的质量占功能性混合屏蔽粉体和可纺聚合物质量之和的30～65wt％)；其中，Bi2O3:Ta2O5:WO3:石墨的质量比为10～20本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种防X射线屏蔽织物的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)将功能性混合屏蔽粉体和可纺聚合物进行熔融共混造粒，得到防X射线共混母粒；功能性混合屏蔽粉体是由Bi2O3、Ta2O5、WO3和石墨组成；(2)将防X射线共混母粒进行熔融纺丝，得到初生防X射线复合纤维；(3)对初生防X射线复合纤维进行热牵伸，缩小纤维直径的同时提高沿纤维轴向的取向度，得到防X射线复合纤维；(4)以防X射线复合纤维为原料，制得防X射线基底织物；(5)利用水热反应法在步骤(4)得到的防X射线基底织物上生长金属氧化物纳米结构，得到防X射线屏蔽织物；所述金属氧化物纳米结构为ZnO纳米结构、WO3纳米结构、Bi2O3纳米结构、Ta2O5纳米结构或Ga2O3纳米结构。2.根据权利要求1所述的防X射线屏蔽织物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，功能性混合屏蔽粉体的添加量为30～65wt％；Bi2O3:Ta2O5:WO3:石墨的质量比为10～20:5～10:5～10:80～60。3.根据权利要求1所述的防X射线屏蔽织物的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，熔融共混造粒的工艺为：采用双螺杆挤出机，各加热区温度为170～210℃，主螺杆转速和次螺杆转速均为65～85rpm/min，卷绕牵引速度为20～30rpm/min，剪切速度为20～30rpm/min；可纺聚合物为PP、PE、UHMWPE、PI、PEI、TPU、PET、PA或PLA。4.根据权利要求1所述的防X射线屏蔽织物的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，熔融纺丝的工艺为：采用单螺杆挤出机，纺丝温度为180～190℃，喷丝孔的直径为1.5～2.5mm，螺杆转速为40～55rpm...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊威，李世雄，王维婷，侯琳，徐炎炎，蔡普宁，樊争科，刘泱，
申请(专利权)人：陕西元丰纺织技术研究有限公司，
类型：发明
国别省市：