射线科技的发展,使得防辐射材料的研究备受关注。含铅防护材料不符合人们对环保安全的要求,因此近年来该领域研究集中在无铅材料开发。稀土由于具有特殊的4f电子层结构以及丰富的电子能级等特点,是非常好的射线防护材料,目前已开发出多种稀土/聚合物防辐射材料,比如稀土/橡胶复合材料、稀土/树脂复合材料等等。有关稀土/聚合物纤维材料的研究很少。课题组前期工作中,采用熔融纺丝法和熔喷纺丝法制备了一系列稀土/聚合物复合纤维材料,较为详细地研究了制备工艺、所得复合材料的结构与性能等等,研究发现这两种工艺虽然可以大批量生产复合纤维材料,但复合材料中稀土与聚合物的界面效果不够好,当稀土填充量较大时,聚合物更多地是起到粘合剂的作用。为了更好地研究纤维材料中稀土与聚合物的结合机理,本文中我们采用静电纺丝工艺来制备稀土/聚合物纤维膜,考察稀土改性剂、纺丝条件、稀土含量、热交联等对所得纤维膜结构与性能的影响,并对所得纤维膜的射线防护性能做了探讨。1.本研究中选取了氧化镧和氧化钆两种稀土材料,利用不饱和羧酸对其改性,酸碱反应法制得了不饱和羧酸稀土盐。为了选取最适合静电纺丝的稀土盐,采用SEM、红外光谱、TGA和粒径等测试对甲基丙烯酸盐进行表征。结果表明,单一制备的甲基丙烯酸镧和甲基丙烯酸钆从粒径和外观形貌等方面相对混合制备更好,更加适合作为制备静电纺丝纤维膜的功能性填料。而对比单一稀土元素制备的两种甲基丙烯酸盐的性能,甲基丙烯酸钆的纯度、热稳定性等要优于甲基丙烯酸镧。2.探索了甲基丙烯酸钆的最佳添加量、纺丝温度、导电性对电纺膜结构和性能的影响。利用流变粘度仪、SEM、荧光显微镜以及拉伸测试等手段对纺丝液和纤维膜进行了测试。结果表明,甲基丙烯酸钆通过纺丝工艺分散在纤维内部,而Gd（MAA）3添加最大量为15%,纺丝环境温度在30℃时,电纺膜的结构和性能较佳。3.研究了DCP对静电纺丝膜的影响,将含有不同比例DCP的纤维膜进行热交联处理,利用SEM、TGA、红外光谱和溶胀法等手段对热处理前后的纤维膜结构和性能对比。结果表明,当加入15%DCP时,交联后的纤维膜结构均匀,拉伸强度最佳。由红外光谱可以看出,在TPU发生交联过程中,稀土盐也发生了原为聚合。此外,通过溶解法表明,DCP含量超过15%后,纤维残余量变化不大,因此,静电纺丝液中DCP最佳添加量为15%。4.以DCP为定量,制备了含有不同比例甲基丙烯酸镧的纤维膜,探索了不同含量La（MAA）3对交联前后电纺膜结构和性能的影响。结果表明,La（MAA）3含量10%的纤维膜微观结构较佳,交联后的纤维结构较好。但从拉伸性能来看,纤维膜盐含量为15%时最佳。5.探索了不同Gd（MAA）3添加量的电纺膜吸湿性以及X射线屏蔽性能,研究测试表明,未交联的电纺膜吸湿性随着稀土含量的增加而增强,交联后电纺膜的吸湿性能明显减弱。X射线屏蔽测试表明,随着稀土盐含量的增加,铅当量逐渐提高,最高仅达到0.041mm Pb。6.讨论了静电纺丝纤维膜在辐射防护材料上的应用,将多层叠加可以有效屏蔽低能射线对人体的辐射伤害。而综合课题组前期的工作,利用复合无纺布的稀土含量高,防辐射性能较好等优点,也充分利用了电纺膜的细密吸湿以及稀土分散均匀的特点,考虑将电纺膜与无纺布材料结合形成层状材料,有望达到更加优异的个人防护材料。