本發(fā)明涉及纖維材料制備，具體而言，涉及一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維及其加工方法。
背景技術(shù)：
1、含硼纖維因其優(yōu)異的中子吸收性能，在中子屏蔽領(lǐng)域具有重要的應(yīng)用價(jià)值。硼元素，尤其是硼-10同位素，對(duì)中子具有極高的吸收截面，能夠有效地吸收中子，從而減少中子輻射的強(qiáng)度。含硼纖維通過(guò)在纖維基體中均勻分布硼元素，能夠顯著提高材料的中子屏蔽性能。此外，含硼纖維還具有輕質(zhì)、高強(qiáng)的特點(diǎn)，這使得其在需要中子屏蔽的場(chǎng)合中，如核工業(yè)、醫(yī)療設(shè)備和科研實(shí)驗(yàn)等，能夠提供高效且經(jīng)濟(jì)的解決方案。常見(jiàn)的含硼纖維有硼酸酯聚乙烯納米纖維、碳化硼增強(qiáng)聚乙烯纖維、玻璃纖維/碳化硼/環(huán)氧樹(shù)脂復(fù)合材料等。
2、傳統(tǒng)的含硼纖維在環(huán)保和透氣性方面存在明顯的不足。許多含硼纖維的制備過(guò)程中使用了大量的化學(xué)試劑，這些試劑在生產(chǎn)過(guò)程中可能會(huì)釋放出有害氣體，對(duì)環(huán)境造成污染。這些纖維在使用后難以降解，會(huì)對(duì)土壤和水體造成長(zhǎng)期的污染。由于纖維表面的碳化硼層較厚，導(dǎo)致纖維的透氣性和透水性較差，限制了其在一些需要良好透氣性的應(yīng)用中的使用。
3、針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)亟需改進(jìn)。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本發(fā)明的目的在于提供一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維及其加工方法，具有環(huán)保性能優(yōu)異且透氣性良好的優(yōu)點(diǎn)。
2、本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：
3、一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維，技術(shù)方案如下：碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維主要由再生纖維素和碳化硼復(fù)合而成，纖維素和碳化硼顆粒緊密交織。
4、本發(fā)明還提出了利用銅氨法制備碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的方法，包括以下步驟：
5、（1）銅氨溶液（或銅乙二胺溶液）和植物纖維，按照銅元素/纖維素質(zhì)量比=0.2~0.4混合后，攪拌使固體充分溶解，加入5%銅離子質(zhì)量分?jǐn)?shù)的檸檬酸，用平均孔徑約為1~20?um的聚丙烯濾網(wǎng)過(guò)濾，得到銅氨漿粕；銅氨漿粕中加入碳化硼粉，充分混勻，形成碳化硼/銅氨漿粕混合物；利用超聲脫氣，使內(nèi)部氣泡盡量脫除，得到碳化硼/纖維素紡絲液；
6、（2）紡絲液加入到微量注射泵中，開(kāi)啟注射泵，紡絲液通過(guò)噴絲頭擠出到凝固浴中，快速拉絲凝固成型；纖維通過(guò)凝固浴、第二浴、洗滌浴后收絲；上油、干燥和整理后制得碳化硼/纖維素復(fù)合纖維。
7、進(jìn)一步地，所述的碳化硼粉的粒徑≤20μm，優(yōu)選粒徑范圍2~0.5μm。
8、進(jìn)一步地，所述的超聲脫氣采用頻率范圍為20~40khz的超聲波發(fā)生器進(jìn)行處理，處理時(shí)間不少于10分鐘。
9、進(jìn)一步地，所述的銅氨溶液中銅元素的濃度為0.5~2?mol/l。
10、進(jìn)一步地，所述的植物纖維包括且不限于棉短絨、針葉木漿、闊葉木漿和漢麻落麻。
11、本發(fā)明的有益效果是：本發(fā)明提供的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維及其加工方法，通過(guò)再生纖維素與碳化硼顆粒的緊密復(fù)合結(jié)構(gòu)，結(jié)合銅氨法工藝，顯著減少化學(xué)污染物的產(chǎn)生，同時(shí)纖維內(nèi)部形成透氣通道，有效解決了傳統(tǒng)含硼纖維環(huán)保性差、透氣性不足的問(wèn)題，具有環(huán)保性能優(yōu)異且透氣性良好的優(yōu)點(diǎn)。碳化硼載荷量高，具有良好的機(jī)械性能，并且制備過(guò)程簡(jiǎn)單，成本低，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
1.一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維，其特征在于：碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維主要由再生纖維素和碳化硼復(fù)合而成，纖維素和碳化硼顆粒緊密交織。
2.如權(quán)利要求1所述的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的加工方法，其特征在于利用銅氨法制成，包括以下步驟：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的加工方法，其特征在于：所述碳化硼粉的粒徑≤20μm，優(yōu)選粒徑范圍2~0.5μm。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的加工方法，其特征在于：所述植物纖維包括且不限于棉短絨、針葉木漿、闊葉木漿和漢麻落麻。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的加工方法，其特征在于：所述的超聲脫氣采用頻率范圍為20~40khz的超聲波發(fā)生器進(jìn)行處理，處理時(shí)間不少于10分鐘。
6.?根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于銅氨法制備的碳化硼/再生纖維素復(fù)合纖維的加工方法，其特征在于：所述銅氨溶液中銅元素的濃度為0.5~2?mol/l。