[发明专利]一种制备电离辐射防护材料的方法

说明书

技术领域

本发明涉及辐射防护材料领域，尤其涉及一种制备电离辐射防护材料的方法。

背景技术

随着科学技术的发展，各种高能射线和放射性同位素广泛应用于军事、通讯、医学和日常生活等各个领域，直接导致了世界范围内辐射剂量的增加，已被公认为继大气污染、水质污染、噪声污染后的第四大公害。为此，辐射安全防护问题越来越受到人们的普遍关注，射线防护已成为现代医学不可缺少的重要组成部分，为了保护各类人群的健康，需要制备能屏蔽各类射线的防护用品和防护材料。辐射防护材料的研制受到世界各发达国家的普遍重视，对军事、国防、国民经济相关产业等方面具有重要的理论意义及广阔的应用前景。

目前针对β、X和γ射线辐射防护所用的材料普遍存在笨重、行动不灵活、闷热、难以长时间使用等突出弊端；而进口的辐射屏蔽材料，价格高，进口供货周期长，难以适应军事和民用电离辐射防护的需要。

日本和奥地利的研究者分别将硫酸钡添加到粘胶纤维中制成的防辐射纤维可用于制作长期接触X光的工作人员的服装，效果良好。防X射线纤维加工成的织物经层压或在织物中填加含有屏蔽剂的粘合剂后热压制成的层压织物，均是防护X射线辐射的良好材料。

气泡静电纺丝是一种新型的静电纺丝方法。相对于传统静电纺丝来说，在气泡静电纺丝中，气泡作为泰勒锥，破裂时可以分裂成无数根射流，而且气泡的体积和表面积远大于传统静电纺丝中的泰勒锥体积和表面积，因此，气泡静电纺在提高产品产量方面具有明显的优势。

众所周知，气泡静电纺纳米纤维的质轻、高比表面积、多功能性等性质和独特的内部形貌以及可控制备等突出优点，充分利用纳米材料独有的小尺寸效应，表面与界面效应和量子尺寸效应，这些将极大的提高材料的防护性能。除了纤维本身采用可以直接防α和β射线的高分子材料外，纤维中的纳米颗粒也可以使照射的X射线和γ射线等电磁波被吸收、反射和阻挡等作用，从而达到较好的防辐射目的，充分保护使用人员的安全和健康。并且此种防辐射材料特别是服装透气性好，穿着舒适，可长时间连续工作。

因此，针对上述技术问题，有必要提供一种新的制备电离辐射防护材料的方法，以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种制备电离辐射防护材料的方法，该方法制备的电离辐射防护材料性能稳定，能有效防护β、X、γ等射线。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种制备电离辐射防护材料的方法，其特征在于：包括如下步骤：

（1）将粒径为20nm的氧化铒纳米颗粒和聚乙烯醇以质量比0.5%-2%的比例与水混合，得到混合物；

（2）磁力搅拌上述混合物并加热到90℃，保持恒温2.5-3.5小时，直至得到均一透明的氧化铒纳米颗粒和聚乙烯醇的混合溶液，浓度为8-12%；

（3）在室温和相对湿度不高于40%的条件下，对得到的均一透明的混合溶液进行气泡静电纺丝而直接得到电离辐射防护材料，

所述对得到的均一透明的混合溶液进行气泡静电纺丝的步骤包括：将均一透明的混合溶液加入一贮液池中，一喷气管沿竖直方向设于一贮液池的底部，喷气管通过一导气管与一气泵相连，一金属电极设于喷气管中，贮液池通过金属电极与一高压静电发生器相连，一接收板通过一接地电源线接地，打开气泵，混合溶液表面会出现有规律的气泡；打开高压静电发生器，混合溶液内部自由电荷在高压静电作用下被极化，由于静电力的作用，气泡顶端会产生喷射细流射向接收板，最后在接收板上收集到电离辐射防护材料。

优选的，在上述制备电离辐射防护材料的方法中，所述步骤（1）中粒径为20nm的氧化铒纳米颗粒和聚乙烯醇的质量比为0.5%或1%或2%。

优选的，在上述制备电离辐射防护材料的方法中，所述步骤（1）中粒径为20nm的氧化铒纳米颗粒和聚乙烯醇的混合溶液浓度为8%或10%或12%。

优选的，在上述制备电离辐射防护材料的方法中，所述步骤（3）中进行气泡静电纺丝时，接收板和混合溶液液体表面间的距离调节范围为10-20cm。

优选的，在上述制备电离辐射防护材料的方法中，所述步骤（3）中进行气泡静电纺丝时，应用电压调节范围为15-20kV。

优选的，在上述制备电离辐射防护材料的方法中，所述步骤（3）中进行气泡静电纺丝时，气流速率调节范围为1-20ml/min。

从上述技术方案可以看出，本发明过程操作简便，原材料易得，制备的电离辐射防护材料性能稳定，能有效防护β、X、γ等射线并且轻薄、透气，在军事、国防等领域具有重要的潜在应用价值。

附图说明