| 紡織之光|紡織科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)：可溶性核防護(hù)材料支撐核電產(chǎn)業(yè)綠色發(fā)展 |
2024年度中國(guó)紡織工業(yè)聯(lián)合會(huì)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)近日揭曉。由浙江理工大學(xué)、杭州路先非織造股份有限公司、世源科技（嘉興）醫(yī)療電子有限公司、東綸科技實(shí)業(yè)有限公司、中紡標(biāo)檢驗(yàn)認(rèn)證股份有限公司等單位共同完成的項(xiàng)目“可溶性聚乙烯醇非織造防護(hù)材料研發(fā)及其在核防護(hù)中的典型應(yīng)用”榮獲科技進(jìn)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
  核電是國(guó)家能源戰(zhàn)略的重要組成，中國(guó)核電已經(jīng)成為世界核電發(fā)展的生力軍（僅次于美國(guó)）。核電安全關(guān)乎公共安全和人類生存環(huán)境。作為一種典型的核放射性顆粒污染物，核塵埃防護(hù)至關(guān)重要。當(dāng)前核電站普遍使用的核放射性顆粒防護(hù)材料為一次性非織造聚烯烴，使用后易產(chǎn)生難以降解的巨量廢棄物，填埋處理耗費(fèi)大量土地資源，焚燒處理易產(chǎn)生廢氣污染。聚乙烯醇（PVA）具有純水溶、溶解溫度可調(diào)控、易降解等典型特征，易與核放射性顆粒污染物分離，為發(fā)展可降解核放射性顆粒防護(hù)材料及廢棄物高效清潔減量化處理提供了思路。
項(xiàng)目提出制備水溶性PVA水刺非織造材料和水溶性PVA微孔薄膜2種防護(hù)材料，創(chuàng)制1套核防護(hù)廢棄物高減容比減量化處理裝備，解決了PVA纖維水溶性和水刺成形間的突出矛盾，突破了PVA薄膜難以熱塑加工的局限，破解了核防護(hù)廢棄物難以超高減容比減量化處理的難題，形成了核防護(hù)用可溶性PVA非織造防護(hù)材料產(chǎn)業(yè)化加工技術(shù)體系。項(xiàng)目在水刺材料和薄膜成形及廢棄物減容的關(guān)鍵設(shè)備與工藝技術(shù)等方面取得突破，整體技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。項(xiàng)目產(chǎn)品逐步替代不可降解的聚烯烴防護(hù)服，有力推動(dòng)核放射性顆粒污染物防護(hù)材料行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，對(duì)保衛(wèi)國(guó)家能源安全、支撐核電高質(zhì)量發(fā)展意義重大。
創(chuàng)制關(guān)鍵設(shè)備，為材料均勻成形奠定基礎(chǔ)
PVA纖維吸水性強(qiáng)、易溶脹，使得其難以完全適應(yīng)常規(guī)的水刺加工，尤其是先預(yù)刺再主刺極易導(dǎo)致纖維板結(jié)，纖維在常規(guī)高壓水刺摩擦下甚至?xí)a(chǎn)生溶解，造成加工不勻，進(jìn)而影響非織造材料的成形。項(xiàng)目創(chuàng)新性研制噴淋輥壓轉(zhuǎn)鼓，通過(guò)噴淋預(yù)濕代替常規(guī)的預(yù)刺，避免纖網(wǎng)內(nèi)的PVA纖維發(fā)生流失、位移；創(chuàng)制預(yù)除水裝置，將常規(guī)的“主刺-烘燥（＞120 ℃）”工序改為“主刺-預(yù)除水-低溫烘燥（100 ℃）”工序，通過(guò)預(yù)除水既能解決烘干過(guò)程中PVA纖維的溶解黏連問(wèn)題，還能實(shí)現(xiàn)低溫烘燥。
研發(fā)新工藝，提升防護(hù)水平
PVA分子鏈上含有大量的強(qiáng)極性羥基，容易形成分子內(nèi)和分子間氫鍵，使分子鏈堆積規(guī)整、結(jié)晶度高，導(dǎo)致其熔融溫度（220~230 ℃）和分解溫度（230~250 ℃）接近，難以進(jìn)行熱塑加工?；凇跋嗨葡嗳堋痹?，項(xiàng)目采用分段増塑策略制備寬熔融加工窗口PVA熔體，并創(chuàng)制熔體均勻分配模頭，形成了熱塑加工成形的水溶性PVA薄膜。
開(kāi)展核防護(hù)廢棄物無(wú)害化處理研究，實(shí)現(xiàn)超高減容比消減
針對(duì)高醇解度PVA分子量大、高濃溶液粘度高，導(dǎo)致核塵埃不易分離、燃燒時(shí)溶液難以噴淋和燃燒不充分的問(wèn)題，項(xiàng)目研究PVA溶解-降解-分解機(jī)制，發(fā)明高濃溶液降黏技術(shù)，形成包括溶解降粘、熱燃燒分解、尾氣催化凈化等裝置的一體化減容設(shè)備，研發(fā)的可溶性PVA核防護(hù)材料（PVA水刺非織造材料和PVA薄膜）在廢棄后可實(shí)現(xiàn)高減容比減量化處理，填埋土地總量降低2個(gè)數(shù)量級(jí)，比常規(guī)焚燒相比節(jié)約投資成本90%。
項(xiàng)目獲授權(quán)發(fā)明專利6件、實(shí)用新型專利9件；發(fā)表期刊論文5篇；制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)。建成PVA水刺非織造材料生產(chǎn)線4條、PVA薄膜生產(chǎn)線2條、超聲波復(fù)合生產(chǎn)線2條，工藝技術(shù)成熟，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，通過(guò)水刺材料和薄膜的選擇性搭配形成的2類核防護(hù)服產(chǎn)品應(yīng)用于國(guó)內(nèi)外核電站。
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