[发明专利]一种抗辐射环保聚丙烯腈纤维材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于材料领域，具体涉及一种抗辐射环保聚丙烯腈纤维材料及其制备方法。

背景技术

聚丙烯腈是由单体丙烯腈经自由基聚合反应而得到。大分子链中的丙烯腈单元是接头-尾方式相连的。主要用于制聚丙烯腈纤维，聚丙烯腈纤维(俗称腈纶)的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77％。它还耐化学试剂，特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂；聚丙烯腈纤维(俗称腈纶)的强度并不高，耐磨性和抗疲劳性也较差。聚丙烯腈纤维的优点是耐候性；聚丙烯腈纤维和耐日晒性好，在室外放置18个月后还能保持原有强度的77％。它还耐化学试剂,特别是无机酸、漂白粉、过氧化氢及一般有机试剂。聚丙烯腈对碱不稳定，遇碱易着色，在80℃以上的浓碱中能水解为聚丙烯酸钠。在回弹性和卷曲性方面，与羊毛存在很大的差距。随着合成纤维生产技术的不断发展，复合聚丙烯腈纤维以及各种改性聚丙烯腈相继出现，如高收缩、抗起球、亲水、抗静电、阻燃、细纤度、异型截面等品种都已有商品生产。

聚丙烯腈纤维广泛用来代替羊毛，或与羊毛混纺制成毛织物等，可代替部分羊毛制作毛毯和地毯等织物，还可作为室外织物，如滑雪外衣、船帆、军用帆布、帐篷等。聚丙烯腈中空纤维膜具有透析、超滤、反渗透和微过滤等功能，可用于医用器具、人工器官、超纯水制造、污水处理和回用等。共聚单体含量尽量降低的普通腈纶，经预氧化和碳化，可获得含碳量93％左右的耐1000℃高温碳纤维。聚丙烯腈主要用于制造合成纤维。用85％以上的丙烯腈和其他第二、第三单体共聚的高分子聚合物仿制的合成纤维。聚丙烯腈纤维的中国商品名。俗称人造羊毛。美国杜邦公司于20世纪40年代研制成功纯聚丙烯腈纤维，因染色困难、易原纤化，一直未投入工业化生产。后来在改善聚合物的可仿性和纤维的染色性的基础上，腈纶才得以实现工业化生产。各个国家有不同的商品名，如美国有奥纶、阿克利纶、克丽斯纶、泽弗纶，英国有考特尔，日本有毛丽龙、开司米纶、依克丝兰、贝丝纶等。腈纶密度一般为1.16-1.18克/厘米³，标准回潮率为1.0％-2.5％。纤维的特点是蓬松性和保暖性好，手感柔软，并具有良好的耐气候性和防霉、防蛀性能。主要用做人造纤维，俗称人造羊毛；制毛线、针织物和机织物，尤其适宜作室内装饰布，如窗帘等。在材料学中常以聚丙烯腈为基体来合成多空材料，例如PAN基活性炭。聚丙烯腈纤维的耐候性好，贮存稳定性高，但是其抗辐射性差，降低了其对多种环境的适应性。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术中聚丙烯腈纤维的抗辐射性差的问题，提供一种抗辐射环保聚丙烯腈纤维材料及其制备方法。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种抗辐射环保聚丙烯腈纤维材料，它是由下述重量份的原料组成的：

六甲基环三硅氧烷0.4-1、丙烯腈120-140、过氧化二异丙苯3-5、聚乙烯苯磺酸1-2、钼酸铵2-3、叔丁基对二苯酚0.5-1、吡啶硫酮锌1-2、氮化硼3-4、三甘醇二异辛酸酯3-4、松油醇7-9、有机抗辐射纤维10-13、三丁基三氯化锡0.1-0.3。

所述的有机抗辐射纤维是由下述重量份的原料组成的：

乙基纤维素4-6、8-羟基喹啉0.1-0.2、二甲基甲酰胺10-14、硬脂酸铝0.7-1、铅粉2-3、棕榈蜡3-5、羟基硬脂酸2-3、异氰脲酸三缩水甘油酯1-2。

所述的有机抗辐射纤维的制备方法包括以下步骤：

(1)取乙基纤维素，加入到其重量10-17倍的去离子水中，搅拌均匀，加入羟基硬脂酸，在70-75℃下保温搅拌30-40分钟，得硬脂酸纤维素；

(2)取8-羟基喹啉，加入到上述二甲基甲酰胺中，搅拌均匀，加入棕榈蜡，送入到110-120℃的油浴中，保温搅拌13-20分钟，出料，与硬脂酸铝、铅粉混合，搅拌至常温，得酰胺溶液；

(3)取上述硬脂酸纤维素，加入到酰胺溶液中，搅拌均匀，加入异氰脲酸三缩水甘油酯，升高温度为70-75℃，滴加氨水，调节pH为11-12，保温搅拌1-2小时，过滤，将沉淀水洗，常温干燥，即得所述有机抗辐射纤维。

所述的氨水的浓度为15-20％。

一种抗辐射环保聚丙烯腈纤维材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)取松油醇，加热到80-85℃，加入叔丁基对二苯酚，保温搅拌10-15分钟，加入有机抗辐射纤维，搅拌至常温，得有机纤维醇液；