Nghiên ứu đặ tính ơ lý ủa màng omposite ản xạ dùng để may áo bảo hộ ản xạ

Xin Chân thành cảm ơn!Hà Nội, ngày tháng năm 20123 Người thực hiện Trang 6 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Ý nghĩa M0 Mẫu vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ, có c

-

ĐINH QUÝ SƠN

NGHIÊN CỨ ĐẶ U C TÍNH CƠ LÝ C Ủ A MÀNG COMPOSITE CẢN

X Ạ DÙNG ĐỂ MAY ÁO BẢO HỘ ẢN XẠ C

LUẬN VĂN TH C SĨ Ạ K Ỹ THUẬ T CÔNG NGHỆ Ậ V T LI U DỆT MAY Ệ

Hà Nội - 201 2

MỤC LỤC

Trang

MỤC LỤC 1

LỜI CẢM ƠN 3

LỜI CAM ĐOAN 4

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT 5

DANH MỤC BẢNG BIỂU 6

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ 8

MỞ ĐẦU 10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN 11

1.1 Tia phóng xạ 11

1.1.1 Đặt vấn đề 11

1.1.2 Đặc điểm và ứng dụng của tia bức xạ ion hóa 11

1.1.3 Tác hại của tia phóng xạ đối với cơ thể 12

1.1.4 An toàn bức xạ ion hóa 13

1.2 Áo bảo hộ cản xạ 16

1.2.1 Chức năng và yêu cầu của áo bảo hộ cản xạ 16

1.2.2 Phân loại áo 17

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc của áo bảo hộ cản xạ 19

1.3 Vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ 21

1.3.1 Màng composite cản xạ trên áo bảo hộ cản xạ 21

1.3.2 Vải tráng phủ bên ngoài của áo bảo hộ cản xạ 29

KẾT LUẬN CHƯƠNG I 31

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU DÙNG LÀM ÁO BẢO HỘ CẢN XẠ 32

2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 32

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu 32

2.1.2 Phương pháp nghiên cứu 32

2.2 Chuẩn bị mẫu và thiết bị thí nghiệm 33

2.2.1 Xác định độ dày lớp vải bọc ngoài và lớp màng cản xạ 33

2.2.2 Xác định khối lượng m2lớp vải bọc ngoài và màng cản xạ 34

2.2.3 Xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt của màng cản xạ và vải bọc ngoài 36 2.2.4 Xác định độ bền xé rách màng cản xạ và vải bọc ngoài 39

2.2.5 Độ cứng của màng cản xạ 42

2.2.6 Xác định độchống th m v i b c ngoài ……… …… …… … 43 ấ ả ọ CHƯƠNG III: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ BÀN LUẬN 45

3.1 Kết quả nghiên cứu 45

3.1.1 Độ dày của vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ 45

3.1.2 Khối lượng của vải bọc ngoài và màng cản xạ 45

3.1.3 Độ bền kéo đứt, độ giãn dài của vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ 47

3.1.4 Độ bền xé rách của vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ 52

3.1.5 Kết quả đo độ cứng của màng cản xạ 57

3.1.6 Độ chống thấm chất lỏng lớp vải bọc ngoài 58

3.2 Bàn lu n k t qu nghiên c u 60 ậ ế ả ứ 3.2.1 Đặc tính độ dày 60

3.2.2 Khối lượng m2và độ ặ n ng của áo 61

3.2.3 Đặc tính kéo đứt, giãn dài 62

3.2.4 Đặc tính xé rách 68

3.2.5 Độ ứ c ng c a v t li u 69 ủ ậ ệ 3.2.6 Tính chống thấm của vả ọc ngoàii b 71

KẾT LUẬN CỦA LUẬN VĂN.……… ……… … 72

TÀI LIỆU THAM KHẢO……….…74

PHỤ LỤC 76

LỜI CẢM ƠN

Trước hết, tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc tới Tiến sĩ

Lê Phúc Bình, người thầy tâm huyết đã tận tình hướng dẫn, động viên khích lệ, dành nhiều thời gian trao đổi, góp ý cho tôi trong suốt quá trình thực hiện đề tài

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các thầy cô trong viện Dệt May -

Da giày và thời trang trường Đại học Bách Khoa Hà Nội đã cung cấp cho tôi thêm kiến thức, tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng, là lòng biết ơn chân tình được gửi tới Gia đình, những người thân yêu gần gũi nhất, những bạn bè, đồng nghiệp đã cùng san sẻ và gánh vác công việc

để tôi yên tâm hoàn thành luận văn của mình

LỜI CAM ĐOAN

Tên tôi là: Đinh Quý Sơn

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm về những nội dung tôi đã trình bày trong luận văn, nếu có gì không trung thực tôi xin chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định của nhà trường

Xin Chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày tháng năm 20123

Người thực hiện

Đinh Quý Sơn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CÁC CHỮ VIẾT TẮT

0,35mm chì(bao gồm lớp màng phía trước và vải bọc phía trước)

0,35mm chì(bao gồm lớp màng phía sau và vải bọc phía sau)

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Trang

Bảng 1.1 Tác hại liều nhiễm xạ với cơ thể người- 14

Bảng 2.1 - Các tiêu chuẩn thí nghiệm 33

Bảng 3.1 Độ dày màng cản xạ và vải bọc ngoài- 45

Bảng 3.2 Khối lượng trên một đơn vị diện tích của màng cản xạ- 46

Bảng 3.3 Khối lượng trên một đơn vị diện tích của vải bọc ngoài- 46

Bảng 3.4 Khối lượng riêng của màng cản xạ- 46

Bảng 3.5 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M theo phương Ngang- 0 47

Bảng 3.6 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M theo phương Dọc- 0 47

Bảng 3.7 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M1 theo phương Ngang- 48

Bảng 3.8 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M1 theo phương Dọc- 48

Bảng 3.9 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M2 theo phương Ngang- 49

Bảng 3.10 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M2 theo phương Dọc- 49

Bảng 3.11 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M3 theo phương Ngang- 50

Bảng 3.12 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M3 theo phương Dọc- 50

Bảng 3.13 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M3’ theo phương Ngang- 51

Bảng 3.14 Độ bền kéo và giãn đứt mẫu M3’ theo phương Dọc- 51

Bảng 3.15 Độ bền xé rách của mẫu M theo phương Ngang- 0 52

Bảng 3.16 Độ bền xé rách của mẫu M theo phương Dọc- 0 52

Bảng 3.17 Độ bền xé rách của mẫu M1 theo phương Ngang- 53

Bảng 3.18 Biểu thị độ bền x rách của mẫu M1 theo phương Dọc 53- é Bảng 3.19 Độ bền xé rách của mẫu M2 theo phương Ngang - 54

Bảng 3.20 Độ bền xé rách của mẫu M2 theo phương Dọc- 54

Bảng 3.21 Độ bền xé rách của mẫu M3 theo phương Ngang- 55

Bảng 3.22 Độ bền xé rách của mẫu M3 theo phương Dọc- 55

Bảng 3.23 Độ bền xé rách của mẫu M3’ theo phương Ngang- 56

Bảng 3.24 Độ bền xé rách của mẫu M3’ theo phương Dọc- 56

Bảng 3.26 Độ cứng (S- oA) của màng cản xạ mẫu M1 57

Bảng 3.27 Độ cứng (S- oA) của màng cản xạ mẫu M2 57

Bảng 3.28 Độ cứng (SoA) của màng cản xạ mẫu- M3 58

Bảng 3.29 Độ cứng (SoA) của màng cản xạ mẫu- M3’ 58

Bảng 3.30 Độ chống thấm của mẫu vải tráng phủ M0- 58

Bảng 3.31 Độ chống thấm của mẫu vải tráng phủ M1- 59

Bảng 3.32 - Độ chống thấm của mẫu vải tráng phủ M2 59

Bảng 3.33 Độ chống thấm của mẫu vải tráng phủ- M3 59

Bảng 3.34 Độ chống thấm của mẫu vải tráng phủ- M3’ 59

B ng 3.35 - Bả ảng kết qu dày cả độ ủa vậ ệt li u dùng làm áo b o h c n x 60 ả ộ ả ạ Bảng 3.36 Khối lượng vải và áo- .60

B ng 3.37 - K t qu các thông s ả ế ả ố khi kéo đứt mẫu màng c n x 62 ả ạ B ng 3.38 - b n cả Độ ề ủa vậ ệu theo phương dọt li c và ngang 63

B ng 3.39 - Bả ảng so sánh độ giãn đứ ủt c a màng c n x và v i b c ngoài 66 ả ạ ả ọ B ng 3.40 - Bả ảng so sánh độ ề b n xé rách của màng c n x và vả ạ ải bọc ngoài 68

B ng 3.41 - Giá tr c ng cả ị độ ứ ủa vậ ệ ả ạt li u c n x 69

B ng 3.42 – c tính ch ng thả Đặ ố ấm của màng c n x 70 ả ạ

DANH MỤC HÌNH ẢNH, ĐỒ THỊ, BIỂU ĐỒ

Trang

Hình 1.1 - Phổ điện từ 12

Hình 1.2 - Sự suy yếu cường độ bức xạ trong môi trường 15

Hình 1.3 - Phân loại theo kiểu dáng áo bảo hộ cản xạ 18

Hình 1.4 - Các lớp vật liệu trên áo bảo hộ cản xạ 20

Hình 1.5 - Một số trang bị bảo hộ cản xạ bảo vệ các bộ phận cơ thể 20

Hình 1.6 - Tính chất đặc trưng của polyme 23

Hình 1.7 - Mô t t l ả ỷ ệchất độ ị ế ạn b bi n d ng khi b kéo giãn 28 ị Hình 1.8 - Mô tả cấu trúc chống thấm của vải tráng phủ 29

Hình 2.1 - Thiết bị đo độ dày 33

Hình 2.2 - Mẫu vật liệu áo bảo hộ cản xạ 34

Hình 2.3 - Cân điện tử 35

Hình 2.4 - Mẫu thử xác định khối lượng 35

Hình 2.5 - Hình dáng, thông số máy kéo đứt vải bọc ngoài và màng cản xạ 36

Hình 2.6 - Hình dáng, kích thước mẫu thử màng cản xạ và vải tráng phủ 37

Hình 2.7 - Mẫu thử kéo đứt, giãn dài màng cản xạ 38

Hình 2.8 - Mẫu thử kéo đứt, giãn dài vải bọc ngoài 38

Hình 2.9 - Hình dáng, thông số máy kéo đứt vải bọc ngoài và màng cản xạ 38

Hình 2.10 - Hình dáng, kích thước mẫu thử xé rách màng cản xạ và vải bọc ngoài 40 Hình 2.11 - Mẫu thử xé rách màng cản xạ 40

Hình 2.12 - Mẫu thử xé rách vải bọc ngoài 40

Hình 2.13 - Hình dáng, kích thước máy xé rách màng cản xạ và vải bọc ngoài 41

Hình 2.14 - Thiết bị đo độ cứng thang A 42

Hình 2.15 - Mẫu thử độ cứng 42

Hình 2.16 - Máy kiểm tra độ bền kháng thủy tĩnh 44 Hình 3.1 - Đồ th biị ểu thị độ tương quan giữ a độ dày màng cản xạ và độ tương đương chì cử các m u áo chì (M0, M1, M2) 60 ẫ

Hình 3.2 - Tương quan giữa khối lượng m2 màng cản x và ạ

độ dày tương đương chì 61 Hình 3.3 – Đồ ị ể th bi u thị ối tương quan giữ m a độ ề b n kéo đ t ứ màng c n xả ạ và độtương đương chì 62 Hình 3.4 – th Đồ ị so sánh độ ề b n của vậ ệt li u 63 Hình 3.5 - nh ch p SEM màng c n x mẢ ụ ả ạ ẫu M2 65 Hình 3.6 - Đồ ị ể th bi u thị mối tương quan giữa độ giãn đứt màng c n xả ạ và độtương đương chì 66 Hình 3.7 - nh ch p b ng kính hi n vi khi kéo giãn màng c n x M u M2 67 Ả ụ ằ ể ả ạ ẫHình 3.8 - Đồ ị ể th bi u thị ối tương quan giữ m a độ ề b n xé rách màng c n xả ạ và độtương đương chì 68 Hình 3.9 - Đồ ị ể th bi u thị ối tương quan giữ m a độ ứ c ng màng cản xạ và độ tương đương chì 70

MỞ ĐẦU

Ngày nay, nền khoa học công nghệ phát triển rất mạnh, việc ứng dụng tia phóng xạ và bức xạ vào trong cuộc sống ngày càng phổ biến, nó giúpcon người rất nhiều lợi ích, tuy nhiên các tia này cũng rất nguy hiểm cho con người Trang phục bảo hộ cản xạ có vai trò hết sức quan trọng trong việc bảo vệ cơ thể người tránh sự bức xạ ion hóa trực tiếp từ các tia phóng xạ Tuy nhiên, ở nước ta chưa sản xuất được sản phẩm này, việc nghiên cứu, phân tích, đánh giá trang phục bảo hộ cản xạ được nhập ngoại càng trở lên cần thiết, chúng ta nghiên cứu hệ thống từ cấu trúc, khả năng cản xạ, đặc tính cơ lý, tiện nghi trong sử dụng sản phẩm…đây là một cơ

sở khoa học để chúng ta hiểu về sản phẩm, từ những đánh giá, chúng ta phát huy những mặt tốt của sản phẩm và khắc phục những hạn chế để rồi tiến dần đến sản xuất trong nước, giúp chủ động trong việc sản xuất, đây cũng là một chủ trương trong việc khai thác khoa học kỹ thuật của thế giới để ứng dụng cụ thể vào trong nước của Đảng ta

Đề tài:

“Nghiên cứu đặc tính cơ lý của màng composite cản xạ

dùng để may áo bảo hộ cản xạ”

được tiến hành nhằm tìm hiểu, đánh giá phân tích khía cạnh đặc tính cơ lý của màng cản xạ là một phần quan trọng trong tổng thể chương trình đánh giá sản phẩm áo bảo hộ cản xạ, giúp cho người sử dụng hiểu về sản phẩm trong việc sử dụng, bảo quản và ứng dụng sản xuất trong nước

Nội dung chính trong luận văn bao gồm:

Chương I: Tổng quan

Chương II: Nghiên cứu tính chất cơ lý của vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ Chương III: Kết quả nghiên cứu và bàn luận

CHƯƠNG : TỔNG QUAN I 1.1 Tia phóng xạ

1.1.1 Đặt vấn đề

Cùng với sự phát triển như vũ bão của nền khoa học công nghệ trong thế kỷ

XX và XXI, ngành vật lý hạt nhân cũng đóng góp nhiều thành tựu quan trọng Trong đó có việc phát triển các kỹ thuật bức xạ và ứng dụng chúng với quy mô ngày càng tăng, đặc biệt trong lĩnh vực y tế, công nghiệp và nghiên cứu khoa học Ngay tại Việt nam, theo số liệu thống kê năm 2009 trên 55 tỉnh thành trong cả nước, hiện có 1.923 máy X quang đang được sử dụng trong các cơ sở y tế nhà nước và tư -nhân, chưa kể số máy sử dụng trong quân đội và các ngành công nghiệp, địa chất, nông nghiệp, giao thông, nghiên cứu khoa học và giảng dạy

Những ứng dụng của kỹ thuật bức xạ đem lại lợi ích rất lớn nhưng tác hại của nó cũng không nhỏ Bệnh nhiễm phóng xạ cũng đã có những biểu hiện rõ rệt của nạn nhân ở hai thành phố Nhật Bản là Hiroshima và Nagasaki, sau vụ nổ bom nguyên tử Bệnh nhiễm xạ nghề nghiệp cũng đã xuất hiện ở những người làm nghề tiếp xúc với phóng xạ Từ năm 1986, người ta đã thấy tình trạng viêm da ở bệnh nhân được chụp X quang và ở các thầy thuốc điện quang Chính nữ bác học Marie

Curie cũng bị những tổn thương ở tay khi làm việc trong môi trường có tia phóng

xạ Qua việc điều tra hàng loạt ở những người tiếp xúc với tia phóng xạ cũng đã cho thấy các biểu hiện bất thường về máu Ở một vài trường hợp còn gặp những biến đổi ở thể nhiễm sắc Vì vậy, bên cạnh những nghiên cứu ứng dụng và phát triển các nguồn bức xạ ion, vấn đề nghiên cứu an toàn bức xạ có ý nghĩa hết sức quan trọng, trên cơ sở đó thiết lập các tiêu chuẩn và quy phạm cho tất cả các cơ sở bức xạ, nhân viên bức xạ, áo và các trang thiết bị bảo hộ

1.1.2 Đặc điểm và ứng dụng của tia bức xạ ion hóa

Một số hạt nhân nguyên tử không bền tự biến đổi hoặc được kích thích biến đổi và phát ra các bức xạ ion hóa (thường được gọi là phóng xạ) Các nguyên tử có tính phóng xạ được gọi là các đồng vị phóng xạ, còn các nguyên tử không phóng xạ được gọi là các đồng vị bền Tia phóng xạ có thể là chùm các hạt mang điện dương

như hạt anpha, hạt proton; mang điện âm như chùm electron (phóng xạ beta); tia không mang điện như hạt nơtron, tia gamma (có bản chất giống như ánh sáng nhưng năng lượng lớn hơn nhiều) Tia phóng xạ và bức xạ có khả năng đâm xuyên qua vật chất và gây hiện tượng ion hoá Có hai loại bức xạ ion hoá:

- Các tia bức xạ dạng hạt (α β, nơtron).,

- Các tia bức xạ điện tử (tia X và tia ) γ

Hình 1.1 - Phổ điện từTia X là tia bức xạ điện từ có tần số cao hơn vùng tử ngoại nhưng thấp hơn vùng tia gamma Phổ tần số của tia X kéo dài trên một vùng rộng (10 picomet đến

10 nanomet) với bước sóng ngắn nhất đạt tới đường kính của nguyên tử Vùng bước sóng này khiến cho bức xạ tia X là công cụ quan trọng đối với các nhà địa chất và hóa học trong việc mô tả tính chất của các chất kết tinh, chúng có đặc điểm cấu trúc tuần hoàn trên cỡ độ dài tương đương với b c sóng tia X Nó có đủ năng lượng để ướxuyên qua vật chất Bên cạnh đó, do có khả năng đâm xuyên mạnh nên tia X được ứng dụng rộng rãi trong lĩnh vực y tế, để nghiên cứu cấu trúc cơ thể người (X-quang, CT, Angio, xạ trị, chẩn đoán hình ảnh PET, SPECT,…) và trong một số trường hợp khác được sử dụng làm phương tiện để chữa bệnh hoặc phẫu thuật

1.1.3 Tác hại của tia phóng xạ đối với cơ thể

Việc áp dụng rộng rãi những lợi ích của tia phóng xạ, đi kèm với nó là những nguy hiểm với cơ thể con người khi sử dụng không đúng phương pháp Các tia phóng xạ rất nguy hiểm vì giác quan người không nhận ra được; không nhìn thấy

cũng chỉ phát hiện ra được khi dùng các thiết bị đo chuyên dụng Hiện chưa có phương pháp điều trị đặc hiệu cho trường hợp bị nhiễm phóng xạ quá liều Tia X có khả năng ion hóa hoặc gây các phản ứng có thể nguy hiểm cho sức khỏe con người, việc phơi nhiễm trước tia X không kiểm soát có thể dẫn tới đột biến, sai lệch nhiễm sắc thể và một số dạng hủy hoại tế bào khác Do đó bước sóng, cường độ, chế độ che chắn bảo hộ và thời gian chụp ảnh y tế luôn được điều chỉnh cẩn thận để tránh tác hại cho sức khỏe con người

Trong bệnh phóng xạ cấp tính ở thời kỳ khởi phát nên dùng các loại thuốc chống nôn (atropin), các thuốc kháng histamin, trợ tim mạch…, phải chống mất máu và các chất điện giải: cho uống nhiều hoặc tiêm dung dịch mặn, ngọt, các loại vitamin (C, B1, B2, A, PP…) Trong thời kỳ toàn phát, phương pháp điều trị chủ yếu là kháng sinh, truyền máu hoặc các chất thay thế máu, các thuốc cầm máu, vitamin, nội tiết tố và thuốc kháng histamin Đối với nhiễm xạ nghề nghiệp, để bệnh nhân nghỉ ngơi, ở nơi không khí trong sạch, ngủ đầy đủ, ăn uống đủ chất đạm và vitamin Về thuốc, sử dụng các loại thuốc an thần, vitamin B12, B6 … chống chảy máu (vitamin P, rutin, vitamin K), truyền máu…

1.1.4 An toàn bức xạ ion hóa

:Tương tác bức xạ ion hóa với cơ thể phụ thuộc vào một số yếu tố

- Liều hấp thụ (là năng lượng hấp thụ theo từng đơn vị khối lượng tổ chức bị nhiễm xạ)

- Thời gian bị nhiễm xạ dài hay ngắn, liên tục hay gián đoạn

- Tính chất các tia bức xạ: X, α β , hay … γ

- Tính chất các cơ quan hay tổ chức bị nhiễm xạ Các tổ chức nhạy cảm nhất

là tổ chức lympho rồi đến tế bào biểu mô, các nhu mô của các tuyến Còn các tổ chức liên kết, cơ, thần kinh kém nhạy cảm hơn

Bảng 1.1 Tác hại liều nhiễm xạ với cơ thể - người [1]

Liều hấp thụ trong một

lần chiếu xạ, Rad Hiệu ứng sinh học

Khả năng lao động bị rối loạn

Có thể mất khả năng lao động

≈ 104 ÷ 105 Chết ngay trong khi đang chiếu xạ

Để đảm bảo an toàn bức xạ ion hóa, người ta chú ý các biện pháp bảo vệ nhằm ngăn ngừa tình trạng chiếu xạ, cụ thể bằng khoảng cách, màn che chắn, thời gian và cách ly Trong lĩnh vực y tế thì người ta quan tâm đến việc bảo vệ bằng khoảng cách và che chắn là chủ yếu, vì cường độ bức xạ sẽ bị giảm theo quy luật hàm số

Thí dụ cách nguồn 1 mét, người ta đo được cường độ 270 R/giờ thì:

+ Cách 3m, cường độ là 270/32 = 30 R/giờ

- Khi có sự tương tác của bức xạ với vật chất sẽ làm giảm năng lượng của lượng tử và mật độ thông lượng của bức xạ, do đó làm giảm cường độ bức xạ Trong trường hợp bức xạ tới là một chùm hẹp song song và đơn năng, mỗi sự kiện tương tác (dù là hấp thụ hay tán xạ) đều loại khỏi chùm bức xạ ban đầu một lượng

Để đề phòng những tia phóng xạ từ ngoài vào, người ta sử dụng những tấm che chắn bằng chì, bằng bêtông đối với tia X, tia gamma; bằng chất dẻo đối với tia

β, bằng bo, cadmi đối với các hạt nơtron Đối với trang phục, bảo hộ che chắn thường sử dụng vật liệu có chì hoặc vật liệu không chì với độ dày cản xạ tương đương chì phù hợp Công nhân viên khi làm việc cần mang theo máy đo liều phóng

xạ cá nhân, cần thao tác với các chất phóng xạ từ xa, giới hạn thời gian lao động để tránh hấp thụ quá liều tối đa cho phép Mặt khác, nên thường xuyên đo kiểm tra tình hình nhiễm xạ tại nơi làm việc [1]

1.2 Áo bảo hộ cản xạ

1.2.1 Chức năng và yêu cầu của áo bảo hộ cản xạ

Quần áo bảo hộ lao động cản xạ và trang bị phòng hộ khác có tác dụng bảo

vệ chống sự chiếu xạ ngoài Theo TCVN 6561:1999 An toàn bức xạ ion hóa tại các

cơ sở X quang y tế [3]; các nhân viên làm việc trong môi trường có tia phóng xạ (nhân viên y tế sử dụng tia X để chuẩn đoán, điều trị bệnh) phải được trang bị loại trang phục này Cụ thể: sử dụng tạp dề cao su chì phải có độ dày tương đương 0,25mm chì, kích thước tạp dề phải đảm bảo che chắn an toàn cho phần thân và bộ phận sinh dục khỏi tia X, riêng khu vực che chắn cho bộ phận sinh dục phải có độ dày tương đương là 0,5mm chì Sử dụng găng tay cao su chì có độ dày tương đương 0,25mm chì, đảm bảo bàn tay vẫn cử động dễ dàng Nhân viên phải được trang bị liều kế cá nhân hi làm việc trực tiếp với máy X quang phải đeo liều kế cá nhân, ktheo dõi liều bức xạ ngề nghiệp theo quy định hiện hành Liều bức xạ cho mỗi cá nhân phải được đánh giá, xem xét kết quả định kỳ 3 tháng/ 1 lần, tránh sử dụng quá định mức cho phép

Quần áo bảo hộ cản xạ thường được thiết kế để che phần thân trước của cơ thể từ cổ họng tới đầu gối, toàn bộ xương ức và xương vai, bề rộng của vật liệu bảo

vệ ở mỗi bên vai hợp lý và phủ qua vai, kéo dài ra thân sau Ngoài ra trang phục bảo

hộ có thể che cả phần thân sau hoặc nửa thân sau, nhằm mục đích bảo vệ các cơ quan nội tạng của cơ thể, tránh các tia phóng xạ chiếu vào Trang phục bảo hộ thường quây kín, đảm bảo che chắn thân sườn, kéo dài từ vị trí cách điểm nách không quá 10cm đến ít nhất là nửa đùi, thân sau kéo dài tới kheo gối, hai vạt thân nằm chồng lên nhau, điểm mở hướng về phía thân sau hoặc nằm ở giữa thân trước

Như vậy, áo bảo hộ cản xạ tốt là áo có khả năng ngăn cản hiệu quả các tia bức xạ chiếu vào Để thực hiện tốt chức năng bảo hộ lao động trong môi trường có tia bức xạ, áo bảo hộ phải thỏa mãn các chức năng sau:

- Che chắn bức xạ

- Độ bền phù hợp

- Đáp ứng về yêu cầu thẩm mỹ

- Tính bảo quản

- Tính kinh tế

1.2.2 Phân loại áo

Trên thế giới hiện có rất nhiều hãng sản xuất áo bảo hộ cản xạ như Maco, Mavig, Milking, MarShield họ đưa ra rất nhiều loại áo với những tính năng bảo vệ cản xạ khác nhau như cấp độ cản xạ khác nhau, vật liệu khác nhau, kiểu dáng khác nhau cho các đối tượng sử dụng khác nhau Cấu trúc của áo bảo hộ cản xạ được thiết kế không những đem lại khả năng cản xạ tốt nhất, mà nó còn đem lại tính sinh thái cho người sử dụng, không gây độc hại cho cơ thể, đó là sản phẩm phù hợp với Oeko - Tex standard 100, dễ dàng sử dụng, có độ bền cao

Tùy theo kiểu dáng áo và mục đích che chắn an toàn cơ thể của áo bảo hộ mà người ta thiết kế các mẫu áo cản xạ với rất nhiều kiểu dáng khác nhau Chúng khác nhau về mẫu mã, thành phần cấu tạo và khả năng cản xạ tương đương chì và đáp ứng được hầu hết các yêu cầu cản xạ trong các môi trường làm việc có bức xạ Theo cấp độ cản xạ, áo bảo hộ cản xạ thường phân ra làm 3 loại:

- Loại 1: Áo bảo hộ cản xạ nhẹ có độ dày tương đương 0,25mm chì;

- Loại 2: Áo bảo hộ cản xạ loại trung bình có độ dày tương đương 0,35mm chì;

- Loại 3: Áo bảo hộ cản xạ loại nặng có độ dày tương đương 0,5mm chì

Theo vật liệu cản xạ, chúng được phân thành:

- Loại 1: Lead apron đây là loại tạp dề chì

- Loại 2: Light lead apron đây là loại áo bảo hộ có vật liệu chì nhẹ hay vật liệu polyme có pha ít chì

- Loại 3: No lead apron hay Free lead apron Đây là dạng vật liệu không chì.Theo kiểu dáng và mục đích che chắn áo bảo hộ cản xạ được phân thành:

- Tạp dề, áo yếm che toàn bộ thân trước

- Dạng măng tô, quây kín che toàn bộ cả thân trước, thân sau

- Dạng tách rời 2 phần áo và váy quây kín

Kiểu tạp dề Kiểu Măng tô Kiểu áo, váy rời

Hình 1.3 - Phân loại theo kiểu dáng áo bảo hộ cản xạ

* Loại áo Tạp dề, áo yếm che toàn bộ thân trước

Loại áo này chủ yếu tập trung bảo vệ phần thân phía trước, giúp giảm đáng

kể trọng lượng áo, cho phép cử động dễ dàng, di chuyển linh hoạt, thuận tiện cho quá trình thao tác của người sử dụng Ngoài ra, loại áo này được thiết kế phần đóng

mở yếm thoải mái, làm cho áo được ôm sát cơ thể tại phần ngang hông giúp giảm trọng lực dồn trên vai Các áo được sản xuất với khả năng cản xạ khác nhau về kiểu dáng và độ dày cản xạ, tương đương chì như: 0,25mm Pb; 0,35mm Pb và 0.5mm

Pb Loại này thích hợp cho làm việc ở các vùng điện áp nguồn phát đến 100 kV

* Loại áo dạng măng tô, quây kín

Loại áo này được sử dụng trong môi trường làm việc có cường độ chiếu xạ cao, thời gian làm việc dài, cho phép bảo vệ tối đa bởi diện tích che phủ cả trước và sau thân Để phân trọng lượng của áo trên vai xuống hông, nhà sản xuất đã thiết kế thêm phần đai áo phía trên xương hông Các áo này đều kèm theo miếng đệm vai

Độ dày cản xạ, tương đương chì của áo bảo hộ cản xạ măng tô loại nhẹ không dưới 0.25mm Pb trên toàn bộ thân trước và sau Loại trung bình có độ dày cản xạ thân trước 0.35mm Pb còn ở phần thân sau là 0.25mm Pb Áo bảo hộ cản xạ loại nặng có độ dày cản xạ thân trước là 0.5mm Pb còn ở phần thân sau là 0.25mm

Pb Thích hợp cho làm việc ở các vùng điện áp nguồn phát đến 125 kV

* Loại sản phẩm có áo, váy rời

Dạng áo, váy được tách rời nhằm mục đích chuyển trọng lượng phần váy lên vùng xương hông người mặc, tăng khả năng vận động Phần chồng chéo lớp sản phẩm 2 bên thân váy và áo làm tăng độ dày cản xạ cho phần ngực và cơ quan sinh sản Do 2 vạt thân trước chồng lên nhau cho phép thay đổi kích thước dễ dàng nên phù hợp cho nhiều cỡ người

Độ dày cản xạ, tương đương chì của áo bảo hộ cản xạ dạng măng tô có loại nhẹ không dưới 0,25mm Pb trên toàn bộ thân trước và sau, loại trung bình có độ dày cản xạ thân trước 0,35mm Pb còn ở phần thân sau là 0,25mm Pb và loại nặng

có độ dày cản xạ thân trước là 0,5mm Pb còn ở phần thân sau là 0,25mm Pb Thích hợp cho làm việc ở các vùng điện áp nguồn phát đến 125 kV

1.2.3 Đặc điểm cấu trúc của áo bảo hộ cản xạ

Áo bảo hộ cản xạ thường có cấu trúc nhiều lớp: Lớp vật liệu cản xạ và lớp che phủ (vải bọc ngoài) Trong đó lớp vật liệu cản xạ có thể có 1 hoặc nhiều lớp, lớp vải bọc ngoài có thể là đồng nhất trên toàn bộ áo bảo hộ hoặc có thể khác nhau tùy theo chức năng hay yêu cầu sử dụng

Lớp bao phủ thường là vải tráng phủ với nền là lớp vải vân điểm, hoặc vân đoạn, vân chéo dệt bằng loại xơ tổng hợp dạng filament, tráng nhựa PVC hoặc PU Với chức năng bảo vệ lớp cản xạ và duy trì hình dáng áo, lớp vải tráng phủ thường

có độ bền cao, mỏng, có khả năng chống thấm nước tốt và dễ vệ sinh Ngoài ra lớp bao phủ cũng cần có tính thẩm mỹ

Lớp vải bọc mặt ngoài không tráng phủ

Hình 1.4 – Các lớp vật liệu trên áo bảo hộ cản xạLớp màng cản xạ có thể làm từ vật liệu không chì, ít chì, có chì Với vật liệu

có hàm lượng chì cao thì khá độc hại cho cơ thể và môi trường, vật liệu không chì hoặc ít chì thì sẽ ít độc hại hơn nhưng khả năng cản xạ không đồng nhất ở các mức điện áp khác nhau Tùy theo các công việc cụ thể trong môi trường có tia phóng xạ, người ta xác định tia phóng xạ chiếu vào khu vực nào của cơ thể mà áo cản xạ có cấu trúc phù hợp, để bảo vệ an toàn cho bộ phận cơ thể đó nói riêng và toàn cơ thể nói chung người ta có thể trang bị thêm một số tấm bảo vệ cho các bộ phận khác của cơ thể ví dụ như tay, chân, cổ

Hình 1.5 - Một số trang bị bảo hộ cản xạ bảo vệ các bộ phận cơ thể

1.3 Vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ

1.3.1 Màng composite cản xạ trên áo bảo hộ cản xạ

1.3.1.1 Đặc tính cơ lý của màng composite cản xạ trên áo bảo hộ cản xạ

Có thể định nghĩa vật liệu composite là vật liệu được tạo thành từ hai vật liệu trở lên có bản chất khác nhau, gồm nhiều pha khác nhau về mặt hoá học hầu như không tan vào nhau và được phân cách với nhau bằng ranh giới pha Vật liệu được tạo thành có đặc tính ưu việt hơn đặc tính của từng vật liệu thành phần khi xét riêng

rẽ (đó là đặc tính mềm, bền và cản xạ ) nhờ đó tận dụng được tính chất tốt trong từng pha của vật liệu Ở một số loại composite cấu trúc gồm 2 pha, trong đó pha nền là pha liên tục trong toàn khối, cốt (chất độn) là pha phân tán Trong composite nền đóng vai trò ở các mặt như: liên kết toàn bộ các phần tử cốt thành 1 khối composite thống nhất, tạo điều kiện để tiến hành các phương pháp gia công composite thành các chi tiết theo thiết kế và che phủ, bảo vệ cốt tránh các hư hỏng

do các tác động hoá học, cơ học và môi trường Ngoài ra nền phải nhẹ và có độ dẻo cao Cốt đóng vai trò tạo độ bền và modun đàn hồi cao cho composite hay thỏa mãn chức năng nào đó Liên kết tốt giữa nền và cốt tại vùng ranh giới pha là yếu tố quan trọng nhất đảm bảo cho sự kết hợp các đặc tính tốt của 2 pha trên Tính chất của composite phụ thuộc vào bản chất của nền, cốt, khả năng liên kết giữa nền và cốt và quá trình công nghệ sản xuất

* Chất nền trong màng composite

Chất nền (polymer) quyết định phần lớn đặc tính cơ lý của màng composite Polymer được sử dụng phổ biến trong thực tế với tên gọi chung là Nhựa, nhưng polymer bao gồm 2 dạng chính là polymer thiên nhiên và polymer nhân tạo, gồm 3 loại:

Nhựa nhiệt dẻo: gồm nhiều chuỗi phân tử liên kết với nhau bằng các liên kết Van der Waals yếu, liên kết hyd , tương tác giữa các nhóm phân cực và cả sự xếp rochồng của các vòng thơm Các chuỗi phân tử tuyến tính và phân nhánh Mạch phân

tử được ví như sợi mì ống Ở nhiệt độ phòng, nhiệt dẻo thường khó hoặc thậm chí

dễ gãy Nhựa nhiệt dẻo là một loại nhựa chảy mềm thành chất lỏng dưới tác dụng

của nhiệt độ cao vật liệu được làm mềm hoặc là dẻo bởi vì các chuỗi phân tử trượtqua nhau nhiều hơn mộtcách dễ dàng và đóng rắn lại khi làm nguội, nhựa nhiệt dẻo

là nhóm lớn nhất của hựa Bốn nhựa nhiệt dẻo quan trọng nhất N là PE, PP, PVC,

PS đàn hồi Nhựa nhiệt dẻo được chia thành 2 dạng chính là dạng nhựa thông dụng

và nhựa kỹ thuật;

Nhựa thông dụng được phân thành các họ với các tính chất đặc trưng

Polybutyl (PB), Polyizobutylen (PIB)

+ Họ Styren: Polystyren (PS), Acrylonitrin butadien styren (ABS), Styren Acrylonitrin (SAN) , Styren - Butadien (SB)

-+ Họ Vinyl: Polyvinyl clorua (PVC) Polyvinyl axetat (PVA) Etylen - Vinyl axetat (EVA) Etylen - Vinyl alcol (EVOH)

+ Các loại khác: Polymetyl metacrylat (PMMA), xenlulo

Nhựa Kỹ thuật: Polyoxymetylen (POM), (Poly acetat), Polycacbonat (PC), Polyamit (PA), (Nylon) Polybutylen terephtalat (PBT), Polyetylen terephtalat (PET)

Nhựa cứng (nhựa nhiệt rắn) các chuỗi phân tử nhựa nhiệt rắn được liên kết:

chặt chẽ hơn Các liên kếtchéoít bị tác động bởi nhiệt Do đó, nhựa nhiệt rắn không tan chảy Các vật liệu nhựa nhiệt rắn cổ điển là Bakelite, vật liệu xây dựng của điệnthoại trước đây và nhiều mặt hàng khác Vật liệu hiện đại là polyester không bão hòa, polyurethan liên kết và nhựa epoxy

Vật liệu đàn hồi: là các polyme được tạo ra từ các đại phân tử và liên kết ngang ba chiều Các thuộc tính đàn hồi của các vật liệu này là kết quả của liên kết chéocủa cácchuỗi polymer Ngày nay, chất đàn hồi thường gọi phổ biến là cao su, chính vì tính chất đàn hồi, với liên kết ba chiều người ta thường sử dụng cao su làm , vật liệu nền với chất độn là kim loại Pb làm màng composite cản xạ

Hình 1.6 - Tính chất đặc trưng của polymeNhựa nhiệt dẻo: Các

chuỗi đơn giản hay phân

Silicone Polyurethane

- Cứng và dễ vỡ,

- Có khả năng chịu nhiệt độ

- Không thể biến dạng

- Không tan Epoxy Polyester Phenolic Polyurethane

* Chất độn trong màng composite

Tùy theo mục đích hay yêu cầu sử dụng vật liệu composite mà người ta có thể đưa chất độn vào với các mục đích khác nhau, đưa chất độn với chức năng gia cường vật liệu, làm cho vật liệu cứng lên, bền cơ học hơn hay chịu nhiệt tốt hơn…tuy nhiên một số yêu cầu lại đưa chất độn vào để nhằm một số chức năng khác là cản xạ, chống nhiễu sóng, chống tia hồng ngoại, tử ngoại, sóng ra đa…

Với mục đích gia cường thì khi tăng hàm lượng chất độn hoạt tính trong hợp phần cao su đến một hàm lượng giới hạn nào đó các tính chất cơ học của vật liệu tăng lên Nếu tiếp tục tăng hàm lượng chất độn lên thì trong hợp phần cao su sẽ xuất hiện hiện tượng giảm một số tính chất như độ bền kéo đứt, độ giãn dài tương đối, khả năng chống xé rách

Đối với vật liệu sử dụng chất độn làm yếu tố chức năng riêng như cản xạ, nhiễu sóng thì người ta quan tâm tới khả năng của chức năng cản xạ, nhiễu sóng hơn là quan tâm tới yếu tố gia cường của vật liệu Tuy nhiên để vật liệu sử dụng có hiệu quả thì người ta vẫn phải sử dụng các phụ gia để liên kết các pha lại với nhau

để đảm bảo độ bền và một số đặc tính cơ lý, hóa lý phù hợp, người ta cũng vẫn phải nghiên cứu tỷ lệ chất độn chất nền phù hợp để đảm bảo vật liệu đó có tính tối ưu nhất trong sử dụng

r Như vậy đối với mỗi loại polyme và mỗi loại chất độn đều tồn tại một giới hạn tối ưu mà tại đó các tính chất cơ lý, tính năng kỹ thuật hay yếu tố chức năng nào

đó của vật liệu là tốt nhất

- Kích thước hạt độn

Kích thước hạt độn hay bề mặt riêng của hạt độn là yếu tố quan trọng ảnh hưởng tới hiệu quả quá trình gia cường Hạt độn chiếm không gian trong hợp phần cao su nên nó gây ảnh hưởng đến mật độ mạng không gian của cao su, làm giảm số lượng liên kết cao su cao su tức là làm giảm mật độ mạng cao su Hơn nữa mạch - cao su phải uốn theo các hạt độn do đó tạo ra các vị trí có thể xuất hiện ứng suất nội

Một yêu cầu cơ bản đối với chất độn gia cường cho cao su là kích thước hạt độn phải đủ nhỏ, dưới 1µm Khi kích thước hạt độn lớn hơn 1µm thì không đạt được hiệu quả gia cường hoặc hiệu quả rất nhỏ dù hạt độn có bất kỳ hình dáng nào hay liên kết giữa pha nền và chất độn là cực kỳ mạnh

Đối với các chất có khối lượng phân tử nhỏ thì năng lượng liên kết vật lý nhỏ hơn rất nhiều so với năng lượng liên kết hóa học nên độ bền vật liệu sẽ do liên kết vật lý quyết định

Khi kích thước hạt độn đủ nhỏ thì năng lượng liên kết vật lý lớn hơn năng lượng liên kết hóa học và tương tác vật lý đủ lớn để tạo ra trạng thái gia cường

- Tương tác giữa cao su và chất độn

Mức độ tương tác giữa các phân tử cao su và bề mặt chất độn tùy thuộc vào bản chất hóa học của cao su và chất độn cũng như các đặc trưng bề mặt của chất độn

Tương tác giữa cao su và chất độn trong hợp phần cao su bao gồm các tương tác vật lý và tương tác hóa học, nó ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền vật liệu và hiệu quả của quá trình gia cường Trong quá trình cán luyện chất độn được phân tán đều vào cao su tạo một lớp cao su liên kết (là lớp cao su không bị tan ra và ổn định trong khi bị trương nở hoặc trong khi chiết)

Trong quá trình lưu hóa xuất hiện các liên kết hóa học do nhiệt độ, các chất xúc tiến, chất lưu hóa… Ngoài ra trong hệ cao su chất độn còn xuất hiện hệ tương - tác xa và riêng đối với cao su thì hiện tượng này rất lớn và cùng bậc với khoảng cách hai hạt độn

Nghiên cứu đặc tính cơ lý của màng cản xạ composite để chúng ta có thể xem xét các tiêu chí đánh giá độ bền vật liệu (độ bền kéo đứt, giãn dài, độ bền xá rách), tính tiện nghi trong sử dụng (độ dày, khối lượng, độ cứng, độ uốn ), ngoài ra còn phải xét các yếu tố do ảnh hưởng bởi nhiệt độ, độ lão hóa, tính ăn mòn kim loại (ăn mòn hóa học, ăn mòn điện hóa) Nhưng đề tài xin được giới hạn nghiên cứu sâu

về tiêu chí đánh giá độ bền cơ học của vật liệu và một số chỉ tiêu đánh giá cho tính tiện nghi trong sử dụng Cụ thể: đánh giá độ bền kéo đứt, giãn dài, độ bền xé rách,

độ dày, khối lượng (khối lượng trên một đơn vị diện tích), độ cứng

Trong khảo sát và nghiên cứu áo bảo hộ cản xạ của các hãng sản xuất, cho thấy màng composite cản xạ có nền là polyme , chúng có thể là các loại nhựa nhiệt rdẻo PU, PVC hay cao su được trộn với chất độn là chì (Pb) Lớp màng cản xạ là lớp quyết định khả năng bảo vệ cản xạ của áo bảo hộ cản xạ Theo tiêu chuẩn JIS Z4806 của Nhật [20], vật liệu phổ biến dùng để sản xuất áo cản xạ là chì (Pb) hoặc vật liệu composite có chì

Tuy nhiên chì (Pb) là nguyên tố có độc tính cao đối với sức khoẻ con người Chì gây độc cho hệ thần kinh trung ương, hệ thần kinh ngoại biên, tác động lên hệ

enzym có nhóm hoạt động chứa hydro Người bị nhiễm độc chì sẽ bị rối loạn bộ phận tạo huyết (tủy xương) Tuỳ theo mức độ nhiễm độc có thể bị đau bụng, đau khớp, viêm thận, cao huyết áp, tai biến não, nhiễm độc nặng có thể gây tử vong Đặc tính nổi bật là sau khi xâm nhập vào cơ thể, chì ít bị đào thải mà tích lũy theo thời gian rồi mới gây độc[14].

- Chì đi vào cơ thể con người qua tiếp xúc trực tiếp với da, nước uống, không khí và thức ăn bị nhiễm chì

- Chì tích lũy ở xương, kìm hãm quá trình chuyển hoá canxi bằng cách kìm hãm sự chuyển hoá vitamin D

- Tiêu chuẩn tối đa cho phép theo WHO nồng độ chì trong nước uống: £ 0,05 mg/ml

Chính vì thế, khi sử dụng trang phục bảo hộ có chì người ta phải ngăn cản không cho chì tiếp xúc với cơ thể Bên cạnh đó, người ta cũng đã đề xuất một số vật liệu khác thay thế chì như: tungsten (W), bithmus (Bi), antimony (Sb), tin (Sn)

Để dễ dàng trong việc tạo dáng sản phẩm, dễ dàng khi sử dụng, vật liệu đòi hỏi phải có sự mềm dẻo vì thế người ta thường trộn lẫn những vật liệu trên với cao

su hoặc nhựa tạo ra vật liệu hỗn hợp Tuy nhiên bên cạnh khả năng cản xạ cao, tungsten và bithmus (Bi) là vật liệu khá đắt dùng để thay thế chì (Pb) Antimony (Sb) và (Sn) thì có khả năng cản xạ không cao, vì thế để đạt được độ cản xạ mong muốn thì cần phải tăng bề dày vật liệu, điều này làm ảnh hưởng tới tính di động của sản phẩm, mặt khác antimony (Sb) cũng có hàm lượng độc hại không kém gì so với chì Những phát minh hiện nay đã cung cấp những tấm chắn cản xạ vừa đảm bảo tính cản xạ cao, đảm bảo tính hiệu quả kinh tế, không gây ra những vấn đề về môi trường và không ảnh hưởng đến người sử dụng Được làm từ polyme hữu cơ kết hợp với vật liệu cản xạ là bột oxyde chứa ít nhất một nguyên tố trong nhóm: lathanum (La), cerium (Ce), praseodymium (Pm), neodymium (Nd), samarium (Sm), europium (Eu) và gadolinium (Gd), những hạt oxyde này có kích thước trung bình từ 1 μm 20 μm và tỷ lệ thể tích trong tấm chắn cản xạ là từ 40% - - 80% Kích

của vật liệu phải được điều chỉnh vào khoảng định trước, nếu tỷ lệ này nhỏ hơn 40% thì khả năng cản xạ không bảo đảm, mặt khác nếu tỷ lệ này vượt quá 80% thì

sẽ làm giảm độ bền cấu trúc của tấm cản xạ Như vậy, tỷ lệ giữa chất độn (kim loại)

và chất nền (polymer) có ý nghĩa hết sức quan trọng, nó quyết định đến chất lượng của áo bảo hộ cản xạ

Với đặc thù áo bảo hộ cản xạ dùng trong môi trường làm việc có bức xạ và được sử dụng thường xuyên Do đó tính tiện nghi trong sử dụng có ý nghĩa hết sức quan trọng, ngoài yếu tố thẩm mỹ, thì độ vừa vặn, tính mềm mại luôn là điều cần thiết, điều này cũng có nghĩa là áo bảo hộ phải có khối lượng và độ cứng, uốn, độ dày phù hợp Với cấu trúc của chiếc áo bảo hộ cản xạ đã được phân tích ở trên, tính mềm mại, linh động của chiếc áo bị ảnh hưởng chủ yếu ở lớp màng cản xạ Vì màng

cản xạ là vật liệu composite có chì, màng thường là nặng và dày Như vậy, việc kiểm tra độ cứng, độ bền, độ giãn của màng cản xạ là rất cần thiết trong việc lựa chọn vật liệu cũng như áo bảo hộ cản xạ và giúp cho ta đánh giá được tính ti n nghi ệ

s d ng cử ụ ủa áo bả ộ o h

Độ ứng, độ giãn đứ c t là các tính chất cơ lý quan trọng c a v t li u, th hi n ủ ậ ệ ể ệtính mềm mại và khả năng biến dạng màng cản x Nạ ếu độ ứ c ng thấp, độ giãn cao thì c u trúc v t li u sấ ậ ệ ẽ ễ ị thay đổi dướ d b i tác động c a bi n dủ ế ạng, nhưng nếu độ

cứng cao, độ giãn thấp thì độ ẻo dai của vật liệu lại giảm Các tính chất này cũng dgóp ph n t o nên tính ti n nghi cầ ạ ệ ủa vậ ệt li u may mặc Bên cạnh đó, độ giãn dài còn ảnh hưởng đến độ ổn định mật độ ủ c a chì trong màng c n x , khi màng b kéo giãn ả ạ ị

ra thì lớp chấ ộn cũng bị giãn ra theo, khi đó mật đột đ chì sẽ giảm xu ng và khố ảnăng cản x s ạ ẽ kém đi

Hình 1.7 - Mô t t l ả ỷ ệchất độ ị thay đổn b i khi b kéo giãn ị

Trên áo b o hả ộ ả c n xạ, lớp màng c n xả ạ được bảo vệ ở b i 2 l p v i bao phớ ả ủbên ngoài Ngoài khu vực đường may, l p màng composite c n xớ ả ạ được treo tự do bên trong áo trong su t quá trình số ử ụ d ng và b o qu n nên v t liả ả ậ ệu có xu hướng luôn chịu lực kéo dưới tác dụng c a chính trủ ọng lượng c a áo làủ m cho vậ ệt li u luôn

có xu hướng b ị kéo giãn Độ ề b n kéo xé nói lên kh ả năng chị ựu l c kéo c a v t li u ủ ậ ệ

Do áo b o hả ộ được sử ụng thườ d ng xuyên, liên tục và chịu tác động do các vận

động ph c t p cứ ạ ủa ngườ ử ụi s d ng, v i niên h n s d ng nhi u năm nên vậ ệớ ạ ử ụ ề t li u ph i ả

đảm bảo độ ề b n c n thi t và là các tính ch t quan tr ng cầ ế ấ ọ ần được ki m tra ể

1.3.1.2 Các tiêu chuẩn xác định đặc tính cơ lý của màng composite cản xạ của áo bảo hộ cản xạ

Việc lựa chọn các tiêu chuẩn kỹ thuật để đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của màng composite có ý nghĩa hết sức quan trọng, trên thế giới có rất nhiều các hệ tiêu chuẩn khác nhau, như DIN của Đức, ASTM của tổ chức xây dựng tiêu chuẩn (SDOs) của Mỹ, EN của châu Âu, ISO của tổ chức quốc tế về tiêu chuẩn hóa Cùng với những tiêu chuẩn được lựa chọn để đánh giá đặc tính cơ lý của vật liệu của chính các hãng sản xuất, việc lựa chọn tiêu chuẩn để đánh giá sao cho phương pháp xác định, đánh giá các chỉ tiêu gần với phương pháp xác định, đánh giá của nhà sản xuất, tiện cho việc chuẩn bị mẫu, tiến hành thí nghiệm, dễ đánh giá, có độ chính xác cao Vì vậy, mỗi đặc tính cần kiểm tra, có nhiều tiêu chuẩn có thể lựa chọn, ví dụ như: Xác định độ dày của vật liệu theo TCVN 7837 - 3:2007 (Vải tráng phủ cao su hoặc chất dẻo Xác định đặc tính cuộn Phần 3: phương pháp xác định - -

độ dày), hay ISO 2286 3:1998 Xác định khối lượng tổng trên đơn vị diện tích theo - TCVN 7837 - 2:2007 (Vải tráng phủ cao su hoặc chất dẻo Xác định đặc tính cuộn -

- Phần 3 Phương pháp xác định khối lượng tổng trên đơn vị diện tích), hay ISO

2286 - 2:1998 Xác định độ bền kéo đứt, giãn dài theo TCVN 4509:2006 (Cao su, lưu hoá hoặc nhiệt dẻo Xác định các tính chất ứng suất giãn dài khi kéo), hay ISO

TCVN 1597-1:2006(Cao su, lưu hoá hoặc nhiệt dẻo Xác định độ bền xé rách Phần

00 hoặc DIN 53363/8 Xác định độ cứng: TCVN 1595 1: 2007(- Cao su, lưu hoá hoặc nhiệt dẻo Xác định độ cứng ấn lõm Phần 1: Phương pháp sử dụng thiết bị đo

độ cứng (độ cứng Shore) hay ISO 07619-1:2004 hoặc DIN 53505 hoặc ASTM D2240-02 Xác định khối lượng trên một đơn vị diện tích, độ dày của vật liệu theo tiêu chuẩn ISO 4591:1992 hoặc ASTM D2167 – 08

1.3.2 Vải tráng phủ bên ngoài của áo bảo hộ cản xạ

Cấu trúc vải tráng phủ Mặt ngoài không tráng phủ Mặt trong có tráng phủ

Hình 1.8 - Mô tả cấu trúc chống thấm của vải tráng phủ

Độ chống thấm chất lỏng dưới áp suất của vải tráng phủ được xác định bằng cách cho vải chịu tác động của chất lỏng trong một khoảng thời gian và áp suất quy định và quan sát xem chất lỏng thấm qua không? Các tính chất cơ học như độ bền

kéo đứt, xé rách của vải được xác định nhằm mục đích đảm bảo chức năng che chắn

và bảo vệ cho màng cản xạ

1.3.2.2 Các tiêu chuẩn xác định đặc tính cơ lý của vải tráng phủ

Cũng như lựa chọn các tiêu chuẩn kiểm tra màng composite cản xạ, việc lựa chọn các tiêu chuẩn kỹ thuật để tiến hành kiểm tra các chỉ tiêu cơ lý của vải tráng phủ được nhiều hệ tiêu chuẩn cho cùng 1 tính chất như: Xác định khối lượng: TCVN

7837 - 2:2007 (Vải tráng phủ cao su hoặc chất dẻo Xác định đặc tính cuộn Phần 2: Phương pháp xác định khối lượng tổng trên đơn vị diện tích, khối lượng trên đơn vị diện tích của lớp tráng phủ và khối lượng trên đơn vị diện tích của vải nền), hay ISO 2286-2:1998; Xác định độ dày:TCVN 7837 3:2007 (Vải tráng phủ cao su hoặc chất -dẻo Xác định đặc tính cuộn Phần 3: Phương pháp xác định độ dày); hay ISO 2286-3:1998; Xác định độ bền kéo đứt, giãn dài: ISO 1421:1998 Rubber or plastics- -coated fabrics Determination of tensile strength and elongation at break; Xác định

độ bền Xé rách: ISO 4674-1 Rubber- or plastics coated fabrics - - Determination of tear resistance Part 1: Constant rate of tear methods (ISO 4674- -1:2003); Chống thấm nước: TCVN 6692:2007 (Quần áo bảo vệ Quần áo chống hoá chất lỏng Xác định độ chống thấm chất lỏng dưới áp suất của vật liệu làm quần áo bảo vệ), hay ISO 13994:2005

KẾT LUẬN CHƯƠNG I

Tia phóng xạ được ứng dụng rất rộng rãi trong cuộc sống con người, bên cạnh những lợi ích đem lại thì những tác hại của nó với cơ thể con người cũng rất lớn khi sử dụng không đúng phương pháp, tia phóng xạ có thể gây hại cho sức khỏenhư bỏng da, hoại tử, xuất huyết, thủng ruột, vô sinh, ung thư thậm chí còn để lại các ảnh hưởng di truyền, hậu quả khôn lường

Việc lựa chọn áo bảo hộ cản xạ cho người tiếp xúc trực tiếp với môi trường

có tia phóng xạ tùy thuộc vào điều kiện làm việc Sử dụng áo bảo hộ khi làm việc trong môi trường có tia phóng xạ là điều bắt buộc

Hiện nay, trên thị trường thế giới có rất nhiều chủng loại áo bảo bộ cản xạ khác nhau, đa dạng về chất lượng, kiểu dáng, chất liệu, song ở Việt am còn chưa Nsản xuất được, nên vẫn phải nhập khẩu Việc nghiên cứu các đặc tính cơ lý của vật liệu may áo bảo hộ cản xạ nhập ngoại có ý nghĩa quan trọng cho việc lựa chọn và sản xuất ở Việt am Vì vậy, luận văn này sẽ tiến hành nghiên cứu các đặc tính cơ N

lý của vật liệu dùng làm áo bảo hộ cản xạ với tiêu đề: “Nghiên cứu đặc tính cơ lý

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU DÙNG

LÀM ÁO BẢO HỘ CẢN XẠ 2.1 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

2.1.1 Đối tượng nghiên cứu

Trong luận văn này, chúng tôi tiến hành nghiên c u kh o sát m t sứ ả ộ ố đặc tính

cơ lý: Độ dày, khối lượng, độ bền kéo, giãn đứt, xé, độ cứng, độ kín nước của vật liệu chính dùng làm áo bảo hộ cản xạ của ộ ố ạm t s lo i áo b o h c n x lead apron ả ộ ả ạ

nhập ngoại từ Trung Quốc (loại đang được sử ụng phổ ến trên thế ới) với cả 3 d bi ginhóm c n x là loả ạ ại có 0,25mm tương đương chì, loại 0,35mm tương đương chì,

loại 0,5mm tương đương chì (Phụ ụ l c 1) và là loại che cả thân trước và nửa thân sau

2.1.2 Nội dung nghiên cứu:

Độ dày, khối lượng m2, độ ề b n kéo, giãn đứ xé, độ ứt, c ng c a màng c n x ủ ả ạ

Độ dày, ối lượkh ng m2, b n kéođộ ề , giãn đứ xé, độ kín nướ vải bọc ngoài.t, c

2.1.2 Phương pháp nghiên cứu

Để ự th c hi n nghiên c u phân tích m i quan h gi a đ c tính v t lý v i c u ệ ứ ố ệ ữ ặ ậ ớ ấ

t o cạ ủa vật liệ ủa các mẫu đã chọn theo các nộu c i dung k ể trên để nói lên b n ch t, ý ả ấnghĩa, tầm quan tr ng c a v t li u dùng làm áo b o h c n xọ ủ ậ ệ ả ộ ả ạ, đề tài s dùng các ẽphương pháp nghiên cứu sau:

Nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm, đánh giá kết quả bằng cách so sánh giữa các mẫu áo khác nhau, giữa các mẫu áo với yêu cầu trong tiêu chuẩn và yêu cầu trong sử dụng Kết hợp với sử dụng phương pháp tìm kiếm thông tin trên các trang Web, catalog, các bài báo cũng như patent có liên quan đến nội dung nghiên cứu làm cơ sở để nghiên cứu, thực nghiệm, đánh giá, nhận xét trong đề tài

Các dữ liệu thử nghiệm khoa học được xử lý theo phương pháp toán học thống kê có sự trợ giúp của phần mềm máy tính MS Excel, một số hình ảnh được sự trợ giúp của các phần mềm auto cad, corel, photoshop

Các thí nghiệm và phân tích được tiến hành t i b môn công nghạ ộ ệ ệ D t, viện

Dệt May Da Giày và thời trang, Đại học Bách khoa Hà Nôi, viện Polymer Đại học - Bách Khoa Hà Nội và Viện Nghiên c u ứ Ứng dụng Quân Nhu, B ộQuốc phòng

Trong ph n này, nhầ ằm lựa chọn tiêu chu n, ch n thi t bẩ ọ ế ị ụ d ng cụ thí nghi m, ệchuẩn bị ẫu, tiến hành thí nghiệm xác đị m nh các đặc tính cơ lý của vật liệu, được

th c hi n theo các tiêu chu n sau: ự ệ ẩ

Bảng 2.1 Các tiêu chuẩn thí nghiệm-

2.2 Chuẩn bị mẫu và thiết bị thí nghiệm

2.2.1 Xác định độ dày lớp vải bọc ngoài và lớp màng cản xạ

Độ dày được xác định theo TCVN 7837 - 3 : 2007 Vải tráng phủ cao su hoặc chất dẻo xác định đặc tính cuộn Phần 3: Phương pháp xác định độ dày[8].- -

Thiết bị, dụng cụ: sử dụng dụng cụ đo độ dày mitutoyo

Hình 2.1 - Thiết bị đo độ dày

Mẫu thử vật liệu như hình vẽ sau:

Hình 2.2 - Mẫu vật liệu áo bảo hộ cản xạ

Tiến hành thử:

Trước mỗi lần xác định, lau sạch bề mặt của mặt nén và đe điều chỉnh dụng ,

cụ đo để chỉ về zero khi đe và mặt nén tiếp xúc với nhau, thực hiện 10 phép đo độ dày, ở các khoảng cách đều nhau dọc theo chiều rộng hiệu dụng của vật liệu như sau:

Đặt vật liệu lên mặt đe, đảm bảo phẳng, nhẵn, không bị kéo giãn Hạ mặt nén nhẹ nhàng xuống vải và để nó đè lên vật liệu trong 10s, ghi lại số đọc trên dụng cụ

đo chính xác đến 0,02mm Chú ý không tiến hành đo ở các vị trí biên của vật liệu

Biểu thị kết quả

Tính toán giá trị trung bình của 10 phép đo, theo milimet, lấy giá trị trung bình này là độ dày của vật liệu

2.2.2 Xác định khối lượng m 2 lớp vải bọc ngoài và màng cản xạ

Khối lượng trên tổng đơn vị diện tích của vật liêu được xác định theo tiêu chuẩn TCVN 7837 2: 2007 Vải tráng phủ cao su hoặc chất dẻo xác định đặc tính - - cuộn Phần 2: Phương pháp xác định khối lượng trên tổng đơn vị diện tích, khối - lượng trên đơn vị diện tích của lớp tráng phủ và khối lượng trên đơn vị diện tích của vải nền.[9]

Thiết bị, dụng cụ:

Cân: có độ chính xác đến ± 2 mg, trong suốt dải đo từ 10% đến 90% khả năng cân tối đa của cân khi dùng trong phương pháp này

Hình 2.3 - Cân điện tửDụng cụ cắt: sử dụng dưỡng và kéo cắt có thể cắt từ mẫu vải tráng phủ một miếng mẫu thử có diện tích 100cm2 ± 1cm2

Sấy khô các mẫu thử đến khối lượng không đổi trong một môi trường có độ

ẩm tương đối không lớn hơn 10% tại nhiệt độ 650C ± 50C

Điều hoà các miếng mẫu thử theo TCVN 7837 và không bỏ chúng ra khỏi môi trường điều hoà, xác định khối lượng của mỗi mẫu chính xác đến 5mg và diện tích bề mặt của mỗi mẫu đến chính xác trong vòng 1%

Biểu thị kết quả

Với mỗi mẫu trong 5 miếng mẫu thử

Khối lượng tổng trên đơn vị diện tích bằng gam trên mét vuông theo công thức sau: A

m × 104

(2.1)

Khối lượng riêng được xác định theo công thức sau:

Ad

m × 106

(2.2) Trong đó:

m: là khối lượng của miếng mẫu thử tính bằng gam;

A: là diện tích của miếng mẫu thử tính bằng centimét vuông;

d: độ dày mẫu thử tính bằng centimét

Tính trung bình của 5 giá trị, biểu thị kết quả cuối cùng chính xác đến 1 g/cm2, 1g/cm3

Lấy giá trị trung bình này là khối lượng trên tổng đơn vị diện tích

2.2.3 Xác định độ bền kéo đứt, độ giãn đứt của màng cản xạ và vải bọc ngoài

Độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt của lớp màng cản xạ được xác định theo TCVN 4509:2006 Xác định các tính chất ứng suất dãn dài khi kéo [10]

Độ bền kéo đứt và độ giãn dài khi đứt của vải tráng phủ bọc ngoài được xác định theo ISO 1421:1998 Rubber- or plastics coated fabrics Determination of -tensile strength and elongation at break[16]

Máy LRXPlus

Nước sản xuất: Tập đoàn Ametek

Công nghệ: Điều khiển kết nối

máy tính hoặc trực tiếp với màn

số, màn hình hiển thị LCD

Độ chính xác dịch chuyển: ± 0,02% Tốc độ kéo: 1 - 500 mm/phút

Độ chính xác: 0,2%

Thang lực MAX 5 KN Chiều dài kéo MAX: 500 mm

Hình 2.6 - Hình dáng, kích thước mẫu thử màng cản xạ và vải tráng phủ

Hình 2.7 - Mẫu thử kéo đứt, giãn dài màng cản xạ

* Đối với vải tráng phủ: 6 mẫu/ 1 sản phẩm cần thử(3 mẫu dọc, 3 mẫu ngang)

Hình 2.8 - Mẫu thử kéo đứt, giãn dài vải bọc ngoài

Tiến hành thử:

Đưa mẫu cần kiểm tra vào máy thử kéo, điều chỉnh để các đầu mẫu được kẹp đối xứng sao cho sức căng phân bố đồng đều trên toàn bộ mặt cắt ngang, hởi động kmáy và giám sát liên tục sự thay đổi chiều dài thử và lực trong suốt phép thử với độ chính xác ± 2%

Hình 2.9 - Hình dáng, thông số máy kéo đứt vải bọc ngoài và màng cản xạ

100 L

L L

- Fmlà lực lớn nhất ghi được, tính bằng niutơn;

- L0 là chiều dài thử ban đầu, tính bằng milimét;

- Lb là chiều dài thử tại điểm đứt, tính bằng milimét;

- t là chiều dày của chiều dài thử, tính bằng milimet;

- W là chiều rộng phần hẹp của khuôn, tính bằng milimet

Sử dụng thiết bị giống thiết bị kiểm tra độ bền kéo đứt, giãn dài đã trình bày

ở mục2.2.3