基本信息
- 項目名稱：
- 一種新型的防輻射皮芯復(fù)合纖維
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 本研究制備了一種新型的防電磁輻射纖維，以低熔點金屬或合金作為芯層，PET作為皮層，通過一步法熔融擠出得到復(fù)合纖維，形成耐久有效的電磁屏蔽網(wǎng)絡(luò)，解決了現(xiàn)有電磁屏蔽纖維鍍層易氧化，不易染色，手感差等諸多問題。另外，制備工藝簡單易行，有利于工業(yè)化生產(chǎn)的實施，大大提高產(chǎn)品的性價比。使其能夠在老百姓的日常生活中常用各類紡織品上得以廣泛應(yīng)用，徹底改變?nèi)祟愰L期遭受輻射危害的現(xiàn)狀。
- 詳細介紹：
- 本研究制備了一種新型的防電磁輻射纖維，以低熔點金屬或合金作為芯層，PET作為皮層，通過一步法熔融擠出得到復(fù)合纖維，形成耐久有效的電磁屏蔽網(wǎng)絡(luò)，解決了現(xiàn)有電磁屏蔽纖維鍍層易氧化，不易染色，手感差等諸多問題。 芯層的低熔點特性可為纖維的后續(xù)加工拓寬窗口，皮層選用易染色、成纖性好、加工技術(shù)成熟的聚酯為原料，為后續(xù)市場推廣奠定了堅實的基礎(chǔ)。另外，制備工藝簡單易行，有利于工業(yè)化生產(chǎn)的實施，大大提高產(chǎn)品的性價比。 制備的防輻射纖維經(jīng)濟實用，能夠在老百姓的日常生活中常用各類紡織品上得以廣泛應(yīng)用，最終使這些普通紡織品都具備一定的防輻射特性，徹底改變?nèi)祟愰L期遭受輻射危害的現(xiàn)狀。因而在服飾、家居、醫(yī)療及工業(yè)防輻射領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，具有很好的推廣價值。
作品圖片
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 目的: 制備一種新型的防輻射纖維，使其能夠在老百姓的日常生活中常用各類紡織品上得以廣泛應(yīng)用，最終使這些普通紡織品都具備一定的防輻射特性，徹底改變?nèi)祟愰L期遭受輻射危害的現(xiàn)狀。在有效克服現(xiàn)有電磁屏蔽纖維鍍層易氧化，易脫落，不易染色，手感差等諸多問題的同時，利用簡便易實施工業(yè)化生產(chǎn)的方法，制備出成本更低，屏蔽效果更好的防輻射纖維，為其在各類民用紡織品上的應(yīng)用提供更廣闊的空間。纖維中的低熔點金屬錫或錫鉛合金能夠很好的被回收再利用，可以達到“十二五”關(guān)于加快建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型社會的要求。 創(chuàng)新點: (1)將易氧化、易脫落、不耐洗的金屬材料以連續(xù)相形式完整的包覆在聚酯材料內(nèi)部，有效克服現(xiàn)有電磁屏蔽纖維存在的諸多問題。同時，芯層的金屬可以形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡(luò)，在金屬用量相對較低的情況下就可以達到良好的屏蔽效能。 (2)制備工藝簡單，通過一步法成型，省去了制備金屬離子溶液等繁瑣工藝，生產(chǎn)效率高，降低成本，有廣闊的實用價值，為其在各類民用服飾上的應(yīng)用提供更廣闊的空間。 主要技術(shù)指標： Sn/PET電磁屏蔽纖維在30MHz-3GHz范圍內(nèi)屏蔽效能可達到48.6dB，即能屏蔽掉99.99%以上的入射電磁波。
科學性、先進性
- 科學性: 電磁屏蔽的基本原理是采用低電阻值的導體材料，利用電磁波在屏蔽導體表面的反射、在導體內(nèi)部的吸收及傳輸過程的損耗而產(chǎn)生屏蔽作用。本研究中芯層分別采用了金屬錫作為芯層，易于用螺桿實現(xiàn)它們的熔融擠出。 先進性: (1)本發(fā)明以金屬為芯層，樹脂為皮層，有效的避免表面金屬層易氧化、易脫落、無機粉末易團聚，不能洗滌，不易染色等，從而導致屏蔽效能下降的問題。 (2)利用與聚合物熔融共擠出的低熔點金屬（合金）作為連續(xù)金屬填料有利于形成連續(xù)的導電網(wǎng)絡(luò)；同時利用芯層對電磁波的反射作用和皮層PET對電磁波的吸收作用，使得電磁波在封閉的皮芯復(fù)合結(jié)構(gòu)中被有效地屏蔽，較之市場上現(xiàn)有品牌孕婦裝具有更加優(yōu)異的屏蔽效能； (3)本發(fā)明制備工藝簡單，屬于一步法成型，無需制備金屬離子溶液，更加低碳環(huán)保，降低成本、芯層材料熔點與皮層相近，熔融后可很好的分離，金屬回收再利用，對可持續(xù)發(fā)展具有廣闊的實用價值。
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 本研究中的以上創(chuàng)新已申請專利，專利申請?zhí)枮?01010602884.X。該項目已收到來自上海福沁高科技企業(yè)發(fā)展有限公司的合作申請，進一步的生產(chǎn)合作正在洽談中。
作品所處階段
- 實驗室階段.
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 已收到來自上海福沁高科技企業(yè)發(fā)展有限公司的合作申請，進一步的生產(chǎn)合作正在洽談中。擬以專利形式轉(zhuǎn)讓。
作品可展示的形式
- 纖維及織物的實物，加工設(shè)備圖片，制備過程視頻。
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 如今電磁輻射污染的防治已經(jīng)受到人們的廣泛關(guān)注。目前市場上的各類電磁屏蔽材料以服用纖維織物屏蔽效果最為有效。防輻射系列產(chǎn)品在我國還在市場初級階段，市場需求量大。 本研究所制得的防輻射纖維克服了現(xiàn)有屏蔽纖維的諸多缺陷，制得的纖維織物產(chǎn)品不僅防輻射性能好，持久耐用，可反復(fù)洗滌，輕便舒適，經(jīng)濟實惠，而且可做到色彩絢麗，時尚美觀，符合防輻射市場的發(fā)展趨勢，具有很好的市場推廣優(yōu)勢與前景。 隨著人們對健康的關(guān)注程度以及對時尚的追求的進一步提高，將本研究制備的防輻射纖維加工成防輻射面料，再設(shè)計成各種時尚美觀的服飾，窗簾，手機套，電腦防護罩等產(chǎn)品，相信憑借其經(jīng)濟實惠的價格，優(yōu)異的防輻射性能，以及持久耐用，可反復(fù)洗滌，輕便舒適，時尚美觀等特點，很快能在同類產(chǎn)品中脫穎而出，占據(jù)大部分的市場。 由于本研究的產(chǎn)品經(jīng)濟實惠，可采用本研究的方法制備通用級纖維，最終的目的是賦予普通的服用織物一定的防輻射性能。就中國而言，即使每人每年只花費200元用在防護產(chǎn)品上，那么這個防輻射織物市場蘊含數(shù)千億的商機。
同類課題研究水平概述
- 目前國內(nèi)開發(fā)的金屬/聚合物導電復(fù)合纖維有多種制備方法，其中主要有噴涂法、化學鍍、包芯紗、無機粒子或纖維與聚合物混紡，以及無機納米粒子聚合物纖維。2005年6月1日公開的專利CN1621603 “一種錫包銅電磁屏蔽紡織品及其制備方法”提供一種通過在非金屬纖維紡織品的纖維表面覆蓋金屬導電層，使紡織品具有電磁屏蔽作用，采用的是化學鍍和電鍍的方法；2009年7月29日公開專利CN101492848“金屬絲包芯彈性紗及其制造方法”描述了一種可用于彈性織物或柔性織物的經(jīng)、緯紗的金屬絲包芯紗及其制造方法，是將金屬長絲摻和進了短纖紗中。金屬纖維與聚合物混紡的研究，有2010年9月22日公開的專利CN101838470A，將導電纖維層埋設(shè)在導電基體中，制成了可代替金屬的電磁屏蔽塑料。對于納米金屬聚合物纖維，在2008年6月25日公開的專利CN101205640A“一種熔體直紡生產(chǎn)皮芯結(jié)構(gòu)微波屏蔽功能纖維的方法”報道了一種在纖維皮層中加入導電納米金屬粒子的皮芯復(fù)合紡制備的纖維。但這些方法中都存在一定的問題，噴涂和化學鍍的表層金屬易脫落；包芯紗金屬纖維制備困難；納米粒子在復(fù)合纖維中易團聚，加工過程中易氧化；金屬粒子則是需要很高的填充量才能滿足電磁屏蔽的要求。 對于電磁屏蔽纖維熔融紡皮芯結(jié)構(gòu)的研究也隨著該領(lǐng)域的發(fā)展而層出不窮。2005年11月16日公開的專利CN1696360A中，制備了是導電粉料與聚合物的混合物作為皮層，聚合物與微波吸收劑作為芯層的皮芯結(jié)構(gòu)電磁屏蔽纖維，所得的纖維屏蔽微波不超過90%，說明其依然存在導電粉料易團聚，由于導電材料為分散相從而導致電磁屏蔽效能低的問題；在2006年7月5日公開的專利CN1796623A“導電性能優(yōu)異的復(fù)合纖維的制造方法”中，提供一種以碳納米管作為芯層，熱塑性樹脂作為皮層的導電纖維，但該纖維成本較高，很難廣泛的使用。 在近十年的研究中，低熔點金屬（合金）/聚合物復(fù)合導電材料逐漸被人們關(guān)注。它克服了其他導電金屬或合金熔點高加工難的問題。1998年熊傳溪等人在《LMPM/PP復(fù)合材料的導電性能》中對復(fù)合材料的宏觀性能做了詳盡的研究；賀江平等在不同條件下制備Sn-Cu/HDPE復(fù)合材料中合金相微觀結(jié)構(gòu)。但并未見報道對低熔點金屬（合金）/聚合物復(fù)合纖維的制備和性能研究。
