| 紡織之光|紡織科技進步一等獎：可溶性核防護材料支撐核電產業綠色發展 |
2024年度中國紡織工業聯合會科學技術獎近日揭曉。由浙江理工大學、杭州路先非織造股份有限公司、世源科技（嘉興）醫療電子有限公司、東綸科技實業有限公司、中紡標檢驗認證股份有限公司等單位共同完成的項目“可溶性聚乙烯醇非織造防護材料研發及其在核防護中的典型應用”榮獲科技進進步獎一等獎。
  核電是國家能源戰略的重要組成，中國核電已經成為世界核電發展的生力軍（僅次于美國）。核電安全關乎公共安全和人類生存環境。作為一種典型的核放射性顆粒污染物，核塵埃防護至關重要。當前核電站普遍使用的核放射性顆粒防護材料為一次性非織造聚烯烴，使用后易產生難以降解的巨量廢棄物，填埋處理耗費大量土地資源，焚燒處理易產生廢氣污染。聚乙烯醇（PVA）具有純水溶、溶解溫度可調控、易降解等典型特征，易與核放射性顆粒污染物分離，為發展可降解核放射性顆粒防護材料及廢棄物高效清潔減量化處理提供了思路。
項目提出制備水溶性PVA水刺非織造材料和水溶性PVA微孔薄膜2種防護材料，創制1套核防護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，破解了核防護廢棄物難以超高減容比減量化處理的難題，形成了核防護用可溶性PVA非織造防護材料產業化加工技術體系。項目在水刺材料和薄膜成形及廢棄物減容的關鍵設備與工藝技術等方面取得突破，整體技術達到國際先進水平。項目產品逐步替代不可降解的聚烯烴防護服，有力推動核放射性顆粒污染物防護材料行業的技術進步，對保衛國家能源安全、支撐核電高質量發展意義重大。
創制關鍵設備，為材料均勻成形奠定基礎
PVA纖維吸水性強、易溶脹，使得其難以完全適應常規的水刺加工，尤其是先預刺再主刺極易導致纖維板結，纖維在常規高壓水刺摩擦下甚至會產生溶解，造成加工不勻，進而影響非織造材料的成形。項目創新性研制噴淋輥壓轉鼓，通過噴淋預濕代替常規的預刺，避免纖網內的PVA纖維發生流失、位移；創制預除水裝置，將常規的“主刺-烘燥（＞120 ℃）”工序改為“主刺-預除水-低溫烘燥（100 ℃）”工序，通過預除水既能解決烘干過程中PVA纖維的溶解黏連問題，還能實現低溫烘燥。
研發新工藝，提升防護水平
PVA分子鏈上含有大量的強極性羥基，容易形成分子內和分子間氫鍵，使分子鏈堆積規整、結晶度高，導致其熔融溫度（220~230 ℃）和分解溫度（230~250 ℃）接近，難以進行熱塑加工。基于“相似相溶”原理，項目采用分段増塑策略制備寬熔融加工窗口PVA熔體，并創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。
開展核防護廢棄物無害化處理研究，實現超高減容比消減
針對高醇解度PVA分子量大、高濃溶液粘度高，導致核塵埃不易分離、燃燒時溶液難以噴淋和燃燒不充分的問題，項目研究PVA溶解-降解-分解機制，發明高濃溶液降黏技術，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備，研發的可溶性PVA核防護材料（PVA水刺非織造材料和PVA薄膜）在廢棄后可實現高減容比減量化處理，填埋土地總量降低2個數量級，比常規焚燒相比節約投資成本90%。
項目獲授權發明專利6件、實用新型專利9件；發表期刊論文5篇；制定國家標準1項、行業標準2項。建成PVA水刺非織造材料生產線4條、PVA薄膜生產線2條、超聲波復合生產線2條，工藝技術成熟，設備運行穩定，通過水刺材料和薄膜的選擇性搭配形成的2類核防護服產品應用于國內外核電站。
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