專利名稱：一種高分子纖維材料的制備方法及其產(chǎn)品的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及功能性高分子纖維材料，具體為可防止污損生物特別是海洋污損生物附著和生長(zhǎng)的高分子纖維材料，例如用作漁網(wǎng)的高分子纖維材料，國(guó)際專利分類號(hào)擬為Int.C17D01F 6/00。
背景技術(shù)：
隨著人們生活質(zhì)量的不斷提高，人們對(duì)生存環(huán)境的要求也越來越高，隨之環(huán)境科學(xué)已成為一個(gè)重要研究領(lǐng)域。我國(guó)是一個(gè)海洋大國(guó)，海洋石油、捕撈、礦產(chǎn)、海水養(yǎng)殖、海上運(yùn)輸?shù)群ＫY源的開發(fā)利用將在21世紀(jì)我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展中占有重要地位，解決與此相關(guān)的海洋環(huán)境污染問題將是海洋可持續(xù)利用和海洋產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本保證。
生物污損就是海洋環(huán)境污染問題之一。它是指有害的微型或大型生物在其他物體(如船舶等)表面的一種不良沉積。生物污損現(xiàn)象的發(fā)生嚴(yán)重地影響著船舶的性能與壽命，使船舶的航速降低、靈活性減弱、燃料消耗增加、殼體腐蝕加速等。因此，人們正積極地研究并采取多種方式進(jìn)行污損生物的防除(簡(jiǎn)稱防污方法)。
在船體方面，目前最有效的防污方法是用含銅、錫、汞、鉛等的有毒涂料涂敷于艦船底部上，利用成膜后涂層中毒料的慢慢釋放來殺死污損生物。但是有毒涂料的使用并不具備選擇性，它在殺死污損生物的同時(shí)，也使許多海洋生物如海帶、海草、海膽等食用海產(chǎn)品受到污染，生長(zhǎng)發(fā)育發(fā)生畸變，嚴(yán)重地破壞了海洋的生態(tài)平衡，成為海洋污染的原因之一，同時(shí)也給人類生活帶來潛在的危害。另一方面，由于有毒涂料涂敷后采用自然干燥，因而會(huì)使大量有機(jī)溶劑排放至大氣中，對(duì)人和空氣環(huán)境也產(chǎn)生嚴(yán)重污染。因此，有毒涂料的使用已受到許多國(guó)家的立法限制。例如日本政府已禁止含三丁基錫、苯基錫等有機(jī)錫用于船舶涂料。我國(guó)由于有毒船舶涂料所造成的污染問題也相當(dāng)嚴(yán)重。特別是近海、港灣和內(nèi)河港口，有機(jī)錫等的污染可能是造成水生生物污染的主要來源，特別嚴(yán)重污染區(qū)域甚至存在著引起突發(fā)性公害的潛在危險(xiǎn)。
除了上述藥物釋放型涂料的防污方法之外，現(xiàn)在所使用的防污方法還包括利用附著生物的天敵如海膽等對(duì)其捕食的生物學(xué)防污方法，但這有可能破壞生態(tài)平衡，而且也受到地域條件的限制；利用音、光、色、超聲波等對(duì)其驅(qū)除的物理方法，但這需較大和較復(fù)雜的裝置，成本很高。因此，研究開發(fā)積極有效而無毒的防污方法就是一個(gè)新課題。
海洋污損生物的污染，不僅涉及船舶等運(yùn)輸工具，而且還涉及海洋捕撈用具，如漁網(wǎng)等，海洋作業(yè)用具，如纜繩等。海洋捕撈和海水養(yǎng)殖離不開漁網(wǎng)和纜繩。其材料和防污性能的重要性不言而喻。但是，對(duì)于漁網(wǎng)、纜繩材料的防海洋污損生物附著的問題一直沒有引起足夠重視。近年來，由于我國(guó)近海海域的污染，使得海洋污損生物繁衍生長(zhǎng)十分瘋狂，導(dǎo)致部分地區(qū)海面頻發(fā)赤潮，使從事海洋捕撈和海水養(yǎng)殖的漁民深受其害。應(yīng)當(dāng)指出的是，大多數(shù)海洋污損生物如藻類、海帶孢子等極易(相對(duì)金屬材料)在漁網(wǎng)纜繩等高分子纖維材料表面附著并繁衍生長(zhǎng)。這些污損海洋生物一方面與網(wǎng)內(nèi)養(yǎng)殖生物生存競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致部分養(yǎng)殖生物的死亡，甚者大面積死亡；另一方面，海洋污損生物在漁網(wǎng)表面的生長(zhǎng)會(huì)出現(xiàn)堵塞網(wǎng)眼，增加重量，消耗能源和體力等問題，給漁民作業(yè)帶來困難和麻煩。但是，傳統(tǒng)的防污方法只適合于類似船體等的大面積物體的涂覆防護(hù)，而對(duì)于漁網(wǎng)纜繩等纖維材料而言，則難于實(shí)施。本發(fā)明旨在開辟一條新途徑來解決這一難題。
近年來，高分子凝膠方面的研發(fā)日趨火熱。凝膠自身柔軟，能對(duì)環(huán)境的變化做出柔和的反應(yīng)。高分子凝膠是一個(gè)熱力學(xué)開放系統(tǒng)，可通過自身潔凈化的液體與外界交換化學(xué)物質(zhì)做功，從而改變其分子狀態(tài)。目前高分子凝膠正在發(fā)展為高新材料。它雖在強(qiáng)化采油注水、嬰兒衛(wèi)生用品及農(nóng)業(yè)保水劑等方面已進(jìn)入實(shí)際應(yīng)用階段，但在高分子纖維材料防污方面的研究尚未見有關(guān)報(bào)道。因此，研究開發(fā)積極有效而無毒防污的高分子纖維材料是一個(gè)全新課題。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有防止污損生物附著技術(shù)的不足，特別是在高分子纖維材料方面防污技術(shù)的空白，本發(fā)明擬解決的技術(shù)問題是，設(shè)計(jì)一種高分子纖維材料的制備方法及其產(chǎn)品。該產(chǎn)品具有有效防止污損生物特別是海洋污損生物附著和生長(zhǎng)的功能，并且無毒無污染；該產(chǎn)品的制備方法具有良好地可控性，工藝簡(jiǎn)單，成本低，不需要特殊設(shè)備以及工業(yè)化實(shí)施容易，不產(chǎn)生污染等特點(diǎn)。
本發(fā)明解決所述高分子纖維材料制備方法技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種高分子纖維材料的制備方法，該制備方法包括(1)合成一種能防污損生物附著的高分子凝膠；在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5～1×10-4mol的引發(fā)劑過硫酸鉀和(2～8)×10-3mol的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，充入氮?dú)?0min后密封，60℃條件下聚合12h，再將所得產(chǎn)物在蒸餾水中浸泡1周后，即得具有防污損生物附著的聚丙烯酸水凝膠；(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理；它包括①表面清洗；選用尼龍6纖維材料，用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3～6％的氫氧化鈉煮1h后，用蒸餾洗凈后烘干；②預(yù)輻照處理；采用Co60輻射源對(duì)所述高分子纖維材料進(jìn)行預(yù)輻照處理，無氧輻照15～30h，輻射劑量控制在500Gr/h，輻照后密封，并放入冰箱中0℃以下溫度保存；③表面接枝改性預(yù)處理；按摩爾比0.5mol～0.8mol的凝膠單體、5×10-4mol～1×10-3mol的六水合硫酸鐵(II)銨和0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水水中，混合溶解后注入容器中，通入氮?dú)?，水浴加熱，水浴溫度控制?0℃～80℃，20分鐘后，將10g所述的高分子纖維加入容器中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)3～6h，取出高分子纖維材料清洗干凈，用蒸餾水煮0.5h后，烘干備用；(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理；配制濃度為含交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02～0.08mol/L和引發(fā)劑過硫酸鉀4×10-4～1×10-3mol/L的水溶液；將所述的高分子纖維材料浸入該溶液中，充氮?dú)夂竺芊猓?0℃水浴加熱，反應(yīng)2h后，用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈即得。
本發(fā)明解決所述高分子纖維材料產(chǎn)品技術(shù)問題的技術(shù)方案是設(shè)計(jì)一種高分子纖維材料，該高分子纖維材料由本發(fā)明所述的高分子纖維材料制備方法制得。
本發(fā)明高分子纖維材料制備方法是在研究出一種能抑制或防止污損生物特別是海洋污損生物附著和生長(zhǎng)的智能高分子凝膠的基礎(chǔ)上，利用目前常規(guī)高分子纖維材料表面改性技術(shù)，采用物理方法對(duì)高分子纖維材料進(jìn)行預(yù)處理，然后用所研究出的智能高分子凝膠單體進(jìn)行接枝，并進(jìn)行凝膠化處理，最終可獲得具有能抑制或者防止污損生物特別是海洋污損生物附著和生長(zhǎng)的功能性高分子纖維材料。這是因?yàn)楦叻肿幽z是一個(gè)熱力學(xué)開放系統(tǒng)，可通過自身潔凈化的液體與外界交換化學(xué)物質(zhì)做功，從而改變其分子狀態(tài)。因此，凝膠獨(dú)特的結(jié)構(gòu)使其具有防止生物附著并抑制附著生物在其表面生長(zhǎng)的功能。本發(fā)明高分子纖維材料經(jīng)表面改性，物理方法預(yù)處理后，進(jìn)而進(jìn)行凝膠化處理，就使得常規(guī)高分子纖維材料具有了有效地防止污損生物附著和抑制其生長(zhǎng)的新功能。也因此，利用本發(fā)明制備方法制造出的高分子纖維材料產(chǎn)品具有有效防止污損生物附著的特殊功能，并且無毒無污染。
本發(fā)明制備方法所述的對(duì)高分子纖維材料表面改性技術(shù)，物理方法預(yù)處理技術(shù)和凝膠化處理技術(shù)均具有良好地可控性，工藝方法簡(jiǎn)單，在常壓狀態(tài)下就可進(jìn)行，所用試劑均為常規(guī)試劑，設(shè)備主要使用反應(yīng)釜，加熱槽等化工廠所應(yīng)該具備的普通設(shè)備，不需要特殊設(shè)備，工業(yè)化實(shí)施容易，成本低廉，適于推廣應(yīng)用，并且不會(huì)產(chǎn)生污染。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明設(shè)計(jì)一種高分子纖維材料的制備方法，主要包括以下三個(gè)步驟(1)合成一種能抑制海洋污損生物附著的高分子凝膠合成出一種能抑制污損生物附著和生長(zhǎng)的高分子凝膠是本發(fā)明的技術(shù)關(guān)鍵。本發(fā)明通過研究微藻以及海帶孢子等大型藻類等在凝膠表面的附著及生長(zhǎng)行為，合成并篩選出一種具有良好的防附著能力的高分子凝膠，它適合作防附著材料使用。本發(fā)明通過對(duì)不同種類高分子水凝膠的防附著性能的研究發(fā)現(xiàn)，離子型凝膠比非離子型凝膠具有更好的防附著能力。這些離子型凝膠包括聚丙烯酸(PAA)凝膠、聚丙烯酸鈉(PNaAA)凝膠、聚2-丙烯酰胺基-2-甲基丙磺酸(PAMPS)凝膠、聚3-丙烯酰胺基丙基三甲基氯化銨(PDMAPAA-Q)凝膠，其中尤以聚丙烯酸凝膠效果為佳。因此，本發(fā)明制備方法選用聚丙烯酸凝膠作為高分子纖維材料的防附著包覆層。但本發(fā)明并不排除采用其他所述的凝膠。所述的聚丙烯酸凝膠的合成方法具體如下在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5～1×10-4mol的引發(fā)劑過硫酸鉀(K2S2O8)和(2～8)×10-3mol的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺(MBAA)，充入氮?dú)?0min后密封，60℃條件下聚合12h；再將所得凝膠產(chǎn)物在蒸餾水中浸泡1周，以除去凝膠中未反應(yīng)的單體、交聯(lián)劑和引發(fā)劑分子，即得具有防附著性能的聚丙烯酸水凝膠。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理本發(fā)明的高分子纖維材料的表面凝膠化改性需要先對(duì)高分子纖維材料表面進(jìn)行接枝改性預(yù)處理，使其產(chǎn)生自由基，以便與所述的凝膠再接枝。對(duì)于高分子纖維材料表面預(yù)處理與接枝技術(shù)屬目前較成熟的常規(guī)技術(shù)。目前，文獻(xiàn)報(bào)道的有關(guān)高分子材料表面預(yù)處理方法主要包括化學(xué)處理法和物理處理法?；瘜W(xué)處理法效果較好，不需要特殊設(shè)備，用起來容易。但是由于其處理時(shí)間長(zhǎng)，速度慢，制品容易著色，處理后需要中和、水洗及干燥等，污染性較大，目前已趨于淘汰。物理處理方法包括微波等離子體輻照法、紫外線輻照法和γ射線輻照接枝法。本發(fā)明實(shí)施例采用了γ射線輻照接枝法。這是考慮到γ射線輻照接枝法采用Co60等輻照源，耗用化學(xué)藥品量少，輻照材料不受限制，改性深度不僅限于表面，輻照裝置技術(shù)成熟，操作簡(jiǎn)單，穩(wěn)定可靠，吸收計(jì)量分布均勻，對(duì)一些化學(xué)穩(wěn)定的高分子很有效，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明采用物理方法處理高分子纖維材料的關(guān)鍵是控制好接枝工藝條件，在獲得需要接枝率的前提下，盡可能地減少材料原有性能的損耗。本過程包括以下幾個(gè)步驟①表面清洗；選用尼龍6纖維材料，用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3～6％的氫氧化鈉煮1h后，用蒸餾洗凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干；②預(yù)輻照處理；采用Co60輻射源對(duì)所述高分子纖維材料進(jìn)行預(yù)輻照處理，無氧輻照15～30h，輻射劑量控制在500Gr/h，輻照后密封，并放入冰箱中0℃以下溫度保存；③表面接枝改性預(yù)處理；按摩爾比0.5mol～0.8mol的凝膠單體、5×10-4mol～1×10-3mol六水合硫酸鐵(II)銨(Mohr’s鹽)和0.1mol濃硫酸溶于200毫升蒸餾水水中，混合溶解后注入容器中，通入氮?dú)猓〖訜?，水浴溫度控制?0℃～80℃，20分鐘后，將10g所述的高分子纖維加入容器中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)3～6h，取出高分子纖維材料清洗干凈，用蒸餾水煮0.5h，以去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理高分子纖維材料的表面改性后，其并不具備防污損生物特別是海洋生物附著和生長(zhǎng)的性能，而是為此創(chuàng)造了必要條件。要具備防污性能關(guān)鍵在于利用本發(fā)明所研究的凝膠對(duì)所述的高分子纖維材料進(jìn)行凝膠化處理。
對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理工藝為配制濃度為含交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02～0.08mol/L和引發(fā)劑過硫酸鉀4×10-4～1×10-3mol/L的水溶液；將所述的高分子纖維材料浸入該溶液中，充氮?dú)夂竺芊猓?0℃水浴加熱，反應(yīng)2h，使纖維表面的接枝層交聯(lián)形成凝膠包覆層，然后用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈，即可得到本發(fā)明所述的具有防污功能性的高分子纖維材料。
簡(jiǎn)單說，本發(fā)明所述的制備方法是先對(duì)高分子纖維材料表面進(jìn)行接枝改性預(yù)處理，使其產(chǎn)生自由基，繼而自由基引發(fā)防污損生物附著和生長(zhǎng)凝膠單體在材料分子上進(jìn)行接枝反應(yīng)，然后接枝上去的單體經(jīng)過交聯(lián)在基材表面形成一層水凝膠，即可得到本發(fā)明的高分子纖維材料產(chǎn)品或制品。
本發(fā)明的制備方法從高分子凝膠材料出發(fā)，將材料科學(xué)和環(huán)境科學(xué)相融合，利用水凝膠的表面結(jié)構(gòu)抑制污損生物特別是海洋污損生物附著，研制出了防除污損生物附著和生長(zhǎng)的新的功能性高分子纖維材料。本發(fā)明制備方法和所得的材料特別適用于制造漁網(wǎng)材料和纜繩材料，尤其是海洋捕撈所用的漁網(wǎng)和纜繩。利用本發(fā)明對(duì)漁網(wǎng)、纜繩等材料纖維進(jìn)行表面凝膠化改性后，可使其表面附著一層防污凝膠，使其具有抑制污損生物的吸附或者即使吸附上去也可阻止其繁殖和生長(zhǎng)的功能，長(zhǎng)期使用也可保持原狀，減少能耗，提高效率。
本發(fā)明所述的高分子纖維材料實(shí)施例雖然僅選用了尼龍6纖維，但它同樣適用于其他高分子纖維材料，如尼龍66、高密度聚乙烯(HDPE)、聚丙烯(PP)等。
本發(fā)明所制得的防污損生物附著的高分子纖維材料經(jīng)小球藻屬、金藻門、杜氏藻屬等海洋藻類的防污損生物附著對(duì)比實(shí)驗(yàn)表明，無論是那種海藻，較常規(guī)同類材料上的附著量都大幅減少。以本發(fā)明實(shí)施例接枝率18％的尼龍6纖維材料為例，小球藻的附著量?jī)H為常規(guī)材料的1/7；杜氏藻的附著量更減少到常規(guī)同類材料的2/25。另一方面，在接枝率18％的纖維凝膠化處理后，力學(xué)性能損耗很少，僅降低了1.67％，完全不影響該材料的正常使用。
本發(fā)明制備出的防污損生物附著高分子纖維材料由于引入了凝膠結(jié)構(gòu)，使分子帶有部分親水性基團(tuán)。這會(huì)使得該纖維材料具有一定的親水性，且隨接枝率的升高，吸水溶脹平衡量升高，重量會(huì)增加。測(cè)試表明，接枝率18％的尼龍6纖維材料最大吸水量可達(dá)到10％。但也這并不影響本發(fā)明產(chǎn)品的使用功能。因?yàn)榉牢蹞p生物附著高分子纖維材料的這一變化具有可逆性，遇水溶脹，離水收縮，即當(dāng)該纖維材料離開水時(shí)，由于其表面凝膠的收縮，溶脹所吸收的水分又可以析出脫離，使得其原有重量保持不變。因此，本發(fā)明產(chǎn)品在不降低材料原有力學(xué)性能和使用功能的前提下，可賦予其很好的防污損生物附著和生長(zhǎng)的性能。
以下給出本發(fā)明的具體實(shí)施例，實(shí)施例1(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5mol的引發(fā)劑K2S2O8和2×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA，充入氮?dú)?0min后密封，60℃條件下聚合12h；再將所得凝膠產(chǎn)物在蒸餾水中浸泡1周，即得具有防附著性能的聚丙烯酸水凝膠；(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照24h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.7mol單體AA、Mohr’s鹽6×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中，水浴加熱，水浴溫度控制在70℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)4h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.04mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為6×10-4mol/L的水溶液；將所述的高分子纖維材料浸入該溶液中，充氮?dú)夂竺芊猓?0℃水浴加熱，反應(yīng)2h，使纖維表面的接枝層交聯(lián)形成凝膠包覆層，然后用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈，即可得到本發(fā)明所述的具有防污功能性的高分子纖維材料。
實(shí)施例2(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入8×10-5mol引發(fā)劑K2S2O8。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用5％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照15h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.7mol單體AA、Mohr’s鹽1×10-3mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.02mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為4×10-4mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例3(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入1×10-4mol引發(fā)劑K2S2O8。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用5％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照30h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.7mol單體AA、Mohr’s鹽5×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.08mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為1×10-3mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例4(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入8×10-5mol的引發(fā)劑K2S2O8和5×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用6％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照30h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.5mol單體AA、Mohr’s鹽1×10-3mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.08mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為6×10-4mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例5(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入8×10-5mol的引發(fā)劑K2S2O8和8×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用6％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照24h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.5mol單體AA、Mohr’s鹽6×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.08mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為4×10-4mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例6(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5mol的引發(fā)劑K2S2O8和5×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用6％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照15h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.5mol單體AA、Mohr’s鹽5×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.02mol/L和引發(fā)劑K282O8為6×10-4mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例7(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5mol的引發(fā)劑K2S2O8和8×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照15h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.8mol單體AA、Mohr’s鹽5×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.02mol/L和引發(fā)劑K282O8為1×10-3mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例8(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入1×10-4mol的引發(fā)劑K2S2O8和5×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照30h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.8mol單體AA、Mohr’s鹽6×10-4mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.04mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為4×10-4mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例9(1)合成聚丙烯酸凝膠。在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入1×10-4mol的引發(fā)劑K2S2O8和8×10-3mol的交聯(lián)劑MBAA。余均同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍6纖維做基材。將尼龍6纖維用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用5％的NaOH煮0.5h后，用蒸餾水清洗干凈，以除掉纖維表面的油污和雜質(zhì)，然后烘干。采用Co60輻射源進(jìn)行輻射，劑量控制在500Gr/h，無氧輻照24h，輻照后的材料密封放入冰箱中0℃以下保存。
分別按摩爾比稱取0.8mol單體AA、Mohr’s鹽1×10-3mol、0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水中，混合溶解后注入三口燒瓶中。余均同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。配制濃度為含交聯(lián)劑MBAA為0.04mol/L和引發(fā)劑K2S2O8為1×10-3mol/L的水溶液。余均同實(shí)施例1。
實(shí)施例10(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在50℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)6h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例11(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在50℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)5h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例12(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在50℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)3h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例13(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在80℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)6h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例14(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在80℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)4h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例15(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。前同實(shí)施例1。水浴加熱，水浴溫度控制在80℃左右，通N2約20分鐘后，將10g輻照處理過的纖維材料加入到三口燒瓶中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)3h。取出纖維自來水清洗干凈后用蒸餾水煮0.5h左右，去掉附著在纖維表面的自聚物，烘干備用。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例16
(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用尼龍66纖維。余同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
實(shí)施例17(1)合成聚丙烯酸凝膠。同實(shí)施例1。
(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理。高分子纖維材料選用聚丙烯纖維。余同實(shí)施例1。
(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理。同實(shí)施例1。
權(quán)利要求
1.一種高分子纖維材料的制備方法，其制備方法包括(1)合成一種能防污損生物附著的高分子凝膠；在1mol/L的丙烯酸水溶液100ml中加入4×10-5～1×10-4mol的引發(fā)劑過硫酸鉀和(2～8)×10- 3mol的交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺，充入氮?dú)?0min后密封，60℃條件下聚合12h，再將所得凝膠產(chǎn)物在蒸餾水中浸泡1周后，即得具有防污損生物附著的聚丙烯酸水凝膠；(2)對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理；它包括①表面清洗；選用尼龍6纖維材料，用苯浸泡24h以上，用無水乙醇浸泡10min，用3～6％的氫氧化鈉煮1h后，用蒸餾洗凈后烘干；②預(yù)輻照處理；采用Co60輻射源對(duì)所述高分子纖維材料進(jìn)行預(yù)輻照處理，無氧輻照15～30h，輻射劑量控制在500Gr/h，輻照后密封，并放入冰箱中0℃以下溫度保存；③表面接枝改性預(yù)處理；按摩爾比0.5mol～0.8mol的凝膠單體、5×10-4mol～1×10-3mol的六水合硫酸鐵(II)銨和0.1mol的濃硫酸溶于200毫升蒸餾水水中，混合溶解后注入容器中，通入氮?dú)?，水浴加熱，水浴溫度控制?0℃～80℃，20分鐘后，將10g所述的高分子纖維加入容器中，攪拌、冷凝回流，反應(yīng)3～6h，取出高分子纖維材料清洗干凈，用蒸餾水煮0.5h后，烘干備用；(3)對(duì)高分子纖維材料的凝膠化處理；配制濃度為含交聯(lián)劑N，N-亞甲基雙丙烯酰胺0.02～0.08mol/L和引發(fā)劑過硫酸鉀4×10-4～1×10-3mol/L的水溶液；將所述的高分子纖維材料浸入該溶液中，充氮?dú)夂竺芊猓?0℃水浴加熱，反應(yīng)2h后，用蒸餾水反復(fù)沖洗干凈即得。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子纖維材料的制備方法，其用于制造漁網(wǎng)材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高分子纖維材料的制備方法，其用于制造纜繩材料。
4.一種高分子纖維材料，其特征在于該高分子纖維材料采用權(quán)利要求1所述的制備方法制成。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高分子纖維材料的制備方法及其產(chǎn)品。該制備方法包括1.合成一種能防污損生物附著的高分子凝膠；2.對(duì)高分子纖維材料的表面接枝改性預(yù)處理；3.對(duì)高分子纖維材料凝膠化處理。本發(fā)明制備方法可得到具有抑制污損生物吸附和生長(zhǎng)功能的高分子纖維材料產(chǎn)品，特別適用于制造漁網(wǎng)材料和纜繩材料，尤其是海洋捕撈所用的漁網(wǎng)和纜繩，可使其表面附著一層防污凝膠，長(zhǎng)期使用可保持原狀，減少能耗，提高效率。
文檔編號(hào)D01F6/60GK1724806SQ20051001455
公開日2006年1月25日 申請(qǐng)日期2005年7月18日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月18日
發(fā)明者陳莉, 趙義平 申請(qǐng)人:天津工業(yè)大學(xué)