一种防核辐射皮芯复合纤维及其制备方法与流程

本发明涉及核辐射屏蔽材料生产技术领域，具体涉及一种防核辐射皮芯复合纤维及其制备方法。

背景技术：

伴随着核技术在各个领域的广泛应用，核辐射(如中子、γ辐射)给人们生命健康、财产安全问题不容忽视。针对可穿戴式屏蔽材料，传统屏蔽材料主要以橡胶复合材料为主，存在透气性差、笨重等问题，给现场人员佩戴、工作等造成不便。目前提升聚乙烯基屏蔽材料结构力学性能的填充物主要有玻璃微珠、玻璃纤维等，但是此类填充物属于无机物，与有机高分子材料相容性差，同时不具备性能增强和屏蔽性能双重性能，亟待改进。

技术实现要素：

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种结构简单，设计合理、使用方便的防核辐射皮芯复合纤维及其制备方法，提高了可穿戴式屏蔽服的透气、舒适性；相比于橡胶屏蔽服，减轻了工作人员负载重量；提高了功能屏蔽材料在纤维中的容积含量，使其具有更好屏蔽防护性能；同时此防核辐射复合纤维也可作为高分子屏蔽材料结构力学性能的填充增强体，扩展了此纤维的应用范围。

为实现上述目的，本发明中的防核辐射皮芯复合纤维，它包含如下重量百分比成分：含质量百分比为0-15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂10-50％、含质量百分比为45-60％屏蔽功能粉体的改性聚合物50-90％。

进一步地，所述的热塑性树脂为纺丝级pet、pbt、pa6、pa66及pp中的一种或组合。

进一步地，所述的改性聚合物为纺丝级pet、pbt、pa6、pa66及pp中的一种或组合。

进一步地，所述的屏蔽功能粉体为氮化硼、碳化硼、硼酸、钽粉、钨粉、铅粉、铋粉中的一种或多种。

进一步地，所述的防核辐射皮芯复合纤维的单丝纤维为2-6dtex。

本发明中的防核辐射皮芯复合纤维的制备方法，其操作步骤如下：

1、将质量百分比为10-50％的含有质量百分比为0-15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂和质量百分比为50-90％的含有质量百分比为45-60％功能屏蔽粉体的改性聚合物经干燥，使含水率为20-50ppm；

2、将双数干燥后的热塑性树脂和改性聚合物分别加入熔融纺丝机中熔融复合纺丝，纺丝熔融温度为220-290℃，经计量泵、熔体管道进入皮芯复合防丝组件复合，然后经过喷丝板喷出；

3、喷出的复合纺丝经过侧吹风冷却、导丝盘油轮上油、牵伸、卷绕定型，牵伸倍数为1.1-5倍，卷绕速度为2200-4500m/min，最后制备出防中子辐射皮芯复合纤维。

进一步地，所述的步骤2中的喷丝板中的喷丝孔横截面结构为皮芯型、并列型、海岛型、桔瓣型及多层型中的一种。

本发明有益效果为：本发明所述的一种防核辐射皮芯复合纤维及其制备方法，提高了可穿戴式屏蔽服的透气、舒适性；相比于橡胶屏蔽服，减轻了工作人员负载重量；提高了功能屏蔽材料在纤维中的容积含量，使其具有更好屏蔽防护性能；同时此防核辐射复合纤维也可作为高分子屏蔽材料结构力学性能的填充增强体，扩展了此纤维的应用范围。

具体实施方式

本具体实施方式(实施例一)中的防核辐射皮芯复合纤维，它包含如下重量百分比成分：不含屏蔽功能粉体的热塑性树脂10％、含质量百分比为60％屏蔽功能粉体的改性聚合物90％。

进一步地，所述的热塑性树脂为纺丝级pet、pbt、pa6三者组合。

进一步地，所述的改性聚合物为纺丝级pet、pbt两者组合。

进一步地，所述的屏蔽功能粉体为氮化硼、碳化硼、硼酸、钽粉四种组合。

进一步地，所述的防核辐射皮芯复合纤维的单丝纤维为5dtex。

本具体实施方式中的防核辐射皮芯复合纤维的制备方法，其操作步骤如下：

1、将质量百分比为10％的不含屏蔽功能粉体的热塑性树脂和质量百分比为90％的含质量百分比为60％功能屏蔽粉体的改性聚合物经干燥，使含水率为45ppm；

2、将双数干燥后的热塑性树脂和改性聚合物分别加入熔融纺丝机中熔融复合纺丝，纺丝熔融温度为290℃，经计量泵、熔体管道进入皮芯复合防丝组件复合，然后经过喷丝板喷出；

3、喷出的复合纺丝经过侧吹风冷却、导丝盘油轮上油、牵伸、卷绕定型，牵伸倍数为4倍，卷绕速度为3000m/min，最后制备出防中子辐射皮芯复合纤维。

进一步地，所述的步骤2中的喷丝板中的喷丝孔横截面结构为皮芯型。

本具体实施方式有益效果为：本具体实施方式所述的一种防核辐射皮芯复合纤维及其制备方法，提高了可穿戴式屏蔽服的透气、舒适性；相比于橡胶屏蔽服，减轻了工作人员负载重量；提高了功能屏蔽材料在纤维中的容积含量，使其具有更好屏蔽防护性能；同时此防核辐射复合纤维也可作为高分子屏蔽材料结构力学性能的填充增强体，扩展了此纤维的应用范围。

实施例二：

本实施例中的防核辐射皮芯复合纤维，它包含如下重量百分比成分：不含屏蔽功能粉体的热塑性树脂50％、含质量百分比为60％屏蔽功能粉体的改性聚合物50％。

进一步地，所述的热塑性树脂为纺丝级pet、pbt、pa6三者组合。

进一步地，所述的改性聚合物为纺丝级pet、pbt两者组合。

进一步地，所述的屏蔽功能粉体为氮化硼、碳化硼、硼酸、钽粉四种组合。

进一步地，所述的防核辐射皮芯复合纤维的单丝纤维为5dtex。

本具体实施方式中的防核辐射皮芯复合纤维的制备方法，其操作步骤如下：

1、将质量百分比为50％的不含屏蔽功能粉体的热塑性树脂和质量百分比为50％的含质量百分比为60％功能屏蔽粉体的改性聚合物经干燥，使含水率为45ppm；

2、将双数干燥后的热塑性树脂和改性聚合物分别加入熔融纺丝机中熔融复合纺丝，纺丝熔融温度为290℃，经计量泵、熔体管道进入皮芯复合防丝组件复合，然后经过喷丝板喷出；

3、喷出的复合纺丝经过侧吹风冷却、导丝盘油轮上油、牵伸、卷绕定型，牵伸倍数为4倍，卷绕速度为3000m/min，最后制备出防中子辐射皮芯复合纤维。

进一步地，所述的步骤2中的喷丝板中的喷丝孔横截面结构为皮芯型。

实施例三：

本实施例中的防核辐射皮芯复合纤维，它包含如下重量百分比成分：含质量百分比为15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂10％、含质量百分比为60％屏蔽功能粉体的改性聚合物90％。

进一步地，所述的热塑性树脂为纺丝级pet、pbt、pa6三者组合。

进一步地，所述的改性聚合物为纺丝级pet、pbt两者组合。

进一步地，所述的屏蔽功能粉体为氮化硼、碳化硼、硼酸、钽粉四种组合。

进一步地，所述的防核辐射皮芯复合纤维的单丝纤维为5dtex。

本实施例中的防核辐射皮芯复合纤维的制备方法，其操作步骤如下：

1、将质量百分比为10％的含质量百分比为15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂和质量百分比为90％的含质量百分比为60％功能屏蔽粉体的改性聚合物经干燥，使含水率为45ppm；

2、将双数干燥后的热塑性树脂和改性聚合物分别加入熔融纺丝机中熔融复合纺丝，纺丝熔融温度为290℃，经计量泵、熔体管道进入皮芯复合防丝组件复合，然后经过喷丝板喷出；

3、喷出的复合纺丝经过侧吹风冷却、导丝盘油轮上油、牵伸、卷绕定型，牵伸倍数为4倍，卷绕速度为3000m/min，最后制备出防中子辐射皮芯复合纤维。

进一步地，所述的步骤2中的喷丝板中的喷丝孔横截面结构为皮芯型。

实施例四：

本实施例中的防核辐射皮芯复合纤维，它包含如下重量百分比成分：含质量百分比为15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂30％、含质量百分比为60％屏蔽功能粉体的改性聚合物70％。

进一步地，所述的热塑性树脂为纺丝级pet、pa6、pa66及pp四种组合。

进一步地，所述的改性聚合物为纺丝级pet、pbt及pp三种组合。

进一步地，所述的屏蔽功能粉体为钽粉、钨粉、铅粉、铋粉四种组合。

进一步地，所述的防核辐射皮芯复合纤维的单丝纤维为5dtex。

本实施例中的防核辐射皮芯复合纤维的制备方法，其操作步骤如下：

1、将质量百分比为30％的含质量百分比为15％屏蔽功能粉体的热塑性树脂和质量百分比为70％的含质量百分比为60％功能屏蔽粉体的改性聚合物经干燥，使含水率为45ppm；

2、将双数干燥后的热塑性树脂和改性聚合物分别加入熔融纺丝机中熔融复合纺丝，纺丝熔融温度为290℃，经计量泵、熔体管道进入皮芯复合防丝组件复合，然后经过喷丝板喷出；

3、喷出的复合纺丝经过侧吹风冷却、导丝盘油轮上油、牵伸、卷绕定型，牵伸倍数为4倍，卷绕速度为3000m/min，最后制备出防中子辐射皮芯复合纤维。

进一步地，所述的步骤2中的喷丝板中的喷丝孔横截面结构为皮芯型。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

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