本發明涉及勞保技術領域,尤其涉及一種防輻射纖維織物。
背景技術:
人體時時處于一定的能量電磁波輻射環境中,當其頻率超過105Hz以上時就對人體有害。電磁波輻射源的輸出功率越大,輻射強度越大,波長越短,頻率越高,距離越近,接觸時間越長,環境溫度越高,濕度越大,空氣越不流通,則對環境污染程度越大,并且女性和兒童受危害更嚴重。電磁波會擾亂人體的自然生理規律,導致機體平衡紊亂,引起頭疼、頭暈、失眠、健忘等神經衰弱癥狀;使人乏力、食欲不振、煩躁易怒;還能使人體熱調節系統失調,導致心率加快、血壓升高或降低、呼吸困難、白細胞減少;對心血管疾病的發生及惡化起著推動作用。此外電磁波會引起視力下降。當強度為100mw/cm2的電磁波照射眼睛時,會使晶體發生水腫,可發展成白內障,甚至會導致失明。當強度為5mw/cm2-10mw/cm2的電磁波照射人體時,人的皮膚感覺雖不明顯,但可能影響生育和遺傳。婦女在電磁波作用下,月經周期發生明顯改變,可引起孕婦流產和基因缺陷,長期處于強電磁波的作用下的兒童,其癌癥發病率比在低電磁波下的兒童高2~5倍,電磁波也是白血病、淋巴癌、腦腫瘤的誘因之一。
防電磁輻射是利用電磁屏蔽等方法抑制電磁干擾,一般是利用導電或導磁性材料將電磁輻射限制在某一規定的范圍,按其原理分為電場屏蔽、磁場屏蔽、電磁場屏蔽。無論何種屏蔽,實際上都是研究電磁場在各種具體的局部空間如何分配的問題。實際應用中要根據場源的不同選用不同的屏蔽方法。
防輻射服就是利用電磁屏蔽與電磁反射原理而成的服裝,其一般采用特定的織物或涂層來實現。但其采用的技術手段中,有些存在化學污染或者金屬污染,有些防輻射效果一般。
技術實現要素:
本發明的目的在于提出一種防輻射纖維織物,能夠使得穿著舒適與防輻射性能的平衡,且在紡織過程中簡單易行。
為達此目的,本發明采用以下技術方案:
一種石墨烯防輻射纖維織物,其按體積比含有15-35%的石墨烯基碳納米纖維及5-10%的聚苯胺纖維,所述石墨烯基碳納米纖維、聚苯胺纖維與植物纖維或化學纖維斜紋混紡得到所述防輻射織物纖維。
優選的,所述防輻射纖維織物中,石墨烯基碳納米纖維的含量為20-30%。當石墨烯基碳納米纖維含量在該范圍之內時,其穿著舒適性和防輻射性能最為平衡。
優選的,所述石墨烯基碳納米纖維的制備方法,包括:
(1)將2-5重量份的鱗片石墨,300-500重量份的濃硫酸和30-60重量份的磷酸混合均勻,緩慢加入15-20重量份的高錳酸鉀,于45-55℃下攪拌9-18小時;
(2)在0-5℃下,向混合物中加入300-500重量份的去離子水,和20-50重量份的10-30wt%濃度的雙氧水,并攪拌5-10分鐘;
(3)分離并先后用去離子水、10-30wt%濃度的鹽酸和無水乙醇洗滌產物,真空干燥得到氧化石墨烯;
(4)將0.01-0.1重量份的所述氧化石墨烯加入5-20重量份的N,N-二甲基甲酰胺中,超聲分散至完全分散;
(5)在攪拌的同時,加入0.5-1.5重量份的聚丙烯腈,加熱到40-50℃并持續攪拌,直至聚丙烯腈完全溶解,得到混合液;
(6)將所述混合液靜電紡絲,以鋁箔作為接收屏,得到紡絲薄膜;
(7)強所述薄膜空氣中在250-300℃下預氧化,然后在保護氣氛中于750-850℃下炭化30-120分鐘,得到所述石墨烯基碳納米纖維。
本發明采用的石墨烯基碳納米材料,極易分散且減少了片層的堆疊,有利于官能團在高溫時的脫除,使得納米纖維的電導率和比表面積得到提高。
聚苯胺,高分子化合物的一種,具有特殊的電學、光學性質,經摻雜后可具有導電性及電化學性能。經一定處理后,可制得各種具有特殊功能的設備和材料,如可作為生物或化學傳感器的尿素酶傳感器、電子場發射源、較傳統鋰電極材料在充放電過程中具有更優異的可逆性的電極材料、選擇性膜材料、防靜電和電磁屏蔽材料、導電纖維、防腐材料,等等。聚苯胺因其具有的原料易得、合成工藝簡單、化學及環境穩定性好等特點而得到了廣泛的研究和應用。
聚苯胺的電活性源于分子鏈中的P電子共軛結構:隨分子鏈中P電子體系的擴大,P成鍵態和P*反鍵態分別形成價帶和導帶,這種非定域的P電子共軛結構經摻雜可形成P型和N型導電態。不同于其他導電高分子在氧化劑作用下產生陽離子空位的摻雜機制,聚苯胺的摻雜過程中電子數目不發生改變,而是由摻雜的質子酸分解產生H+和對陰離子(如Cl-、硫酸根、磷酸根等)進入主鏈,與胺和亞胺基團中N原子結合形成極子和雙極子離域到整個分子鏈的P鍵中,從而使聚苯胺呈現較高的導電性。這種獨特的摻雜機制使得聚苯胺的摻雜和脫摻雜完全可逆,摻雜度受pH值和電位等因素的影響,并表現為外觀顏色的相應變化,聚苯胺也因此具有電化學活性和電致變色特性。
基于聚苯胺的上述特性,本發明采用聚苯胺纖維與石墨烯基碳納米纖維和植物纖維/化纖纖維一起斜紋混紡,解決了石墨烯基碳納米纖維在混紡時面臨的技術難題。
本發明所述的防輻射纖維織物,實現了穿著舒適與防輻射性能的平衡,且在紡織過程中簡單易行。
具體實施方式
下面通過具體實施方式來進一步說明本發明的技術方案。
實施例1
一種防輻射纖維織物,其按體積比含有15%的石墨烯基碳納米纖維及5%的聚苯胺纖維,所述石墨烯基碳納米纖維、聚苯胺纖維與植物纖維或化學纖維斜紋混紡得到所述防輻射織物纖維。
實施例2
一種防輻射纖維織物,其按體積比含有30%的石墨烯基碳納米纖維及10%的聚苯胺纖維,所述石墨烯基碳納米纖維、聚苯胺纖維與植物纖維或化學纖維斜紋混紡得到所述防輻射織物纖維。
實施例3
一種防輻射纖維織物,其按體積比含有25%的石墨烯基碳納米纖維及8%的聚苯胺纖維,所述石墨烯基碳納米纖維、聚苯胺纖維與植物纖維或化學纖維斜紋混紡得到所述防輻射織物纖維。
本發明所述的防輻射纖維織物,實現了穿著舒適與防輻射性能的平衡,且在紡織過程中簡單易行。