CN115075012A - 一种防污网具及其制备方法和应用 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种防污网具的制备方法,首先将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,促使环氧类光引发剂结构中的环氧基与含胍的聚合物结构上的胍基进行开环反应,将所述光引发剂修饰到含胍的聚合物结构上,得到混合浸渍液,再将聚合物类网具浸渍到所述混合浸渍液中,然后进行光固化,使得所述修饰到含胍的聚合物结构上的光引发剂和所述聚合物类网具基材表面结构上氢原子发生共价接枝反应,进而将所述含胍的聚合物稳定地接枝在所述聚合物类网具基材表面,实现在不影响聚合物类网具本身的力学强度的前提下,在聚合物类网具表面构建长效稳定的防污层,得到长效防污性能优异的防污网具。
Description
技术领域
本发明涉及养殖用网具材料领域,尤其涉及一种防污网具及其制备方法和应用。
背景技术
对于湖泊水库、海湾或深远海人工养殖用的网具,一般生物污损始于微生物、藻类和藤壶等在网具表面的积累,并且上述微生物和其他水生生物在短期内迅速积聚网具表面并填满网孔,形成生物污垢,从而造成网孔堵塞,妨碍网衣内外的水体交换,进而降低养殖用网具内水体中的溶解氧含量,导致养殖生物的生长速度减慢、养殖生物易感染疾病而死亡或过早捕捞等、最终造成经济损失以及污染水体环境。
现有技术中人工养殖用的网具防污方法有人工清除法、机械清除法、防污涂料法和金属网衣防污法等。其中,利用防污涂料来达到防污目的的防污涂料法是最常用的,但传统防污涂料广谱性差与防污期短,防污涂料在高海况或长期使用下易于脱落,现代高端防污涂料成本高且处理工序繁琐。因此,提供一种具有长效防污性能、制备工艺简单且低成本的防污网具是现有技术亟需解决的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种防污网具及其制备方法和应用,本发明提供的防污网具的制备方法,工艺简单且低成本,制备的防污网具的长效防污性能优异。
为了实现上述发明目的,本发明提供以下技术方案:
本发明提供了一种防污网具的制备方法,包括以下步骤:
(1)将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,然后进行开环反应,得到混合浸渍液;
(2)将聚合物类网具浸渍到所述步骤(1)得到的混合浸渍液中,然后进行光固化,得到防污网具。
优选地,所述步骤(1)中环氧类光引发剂为4-(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮和4,4-双(4-氧苯氧基)二苯甲酮二缩水甘油基醚中的一种或多种。
优选地,所述步骤(1)中含胍的聚合物为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍和聚氨丙基双胍中的一种或多种。
优选地,所述步骤(1)中环氧类光引发剂和含胍的聚合物的物质的量之比为1:(0.8~3.5)。
优选地,所述步骤(1)中溶剂由体积比为1:(0.8~5.5)的有机溶剂和去离子水的组成。
优选地,所述步骤(1)中开环反应的pH值为8.5~11.5,开环反应的温度为45~75℃,开环反应的时间为1~5h。
优选地,所述步骤(2)中聚合物类网具的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。
优选地,所述步骤(2)中光固化所用光源的波长为360~370nm,光固化的时间为2~10min。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的防污网具。
本发明还提供了上述技术方案所述防污网具在人工养殖中的应用。
本发明提供了一种防污网具的制备方法,首先将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,促使环氧类光引发剂结构中的环氧基与含胍的聚合物结构上的胍基进行开环反应,将所述光引发剂修饰到含胍的聚合物结构上,得到混合浸渍液,再将聚合物类网具浸渍到所述混合浸渍液中,然后进行光固化,使得所述修饰到含胍的聚合物结构上的光引发剂和所述聚合物类网具基材表面结构上氢原子发生共价接枝反应,进而将所述含胍的聚合物稳定地接枝在所述聚合物类网具基材表面,实现在不影响聚合物类网具本身的力学强度的前提下,在聚合物类网具表面构建长效稳定的防污层,得到长效防污性能优异的防污网具。且本发明提供的制备方法,反应条件简单易控,反应专一性强,能够高效快速地在聚合物类网具基材表面键合含胍的聚合物防污剂,对多种聚合物类网具的种类及外形均适用,后处理简单和对水氧不敏感,原料来源广泛,生产低成本。实施例的结果显示,采用本发明提供的方法制备的防污网具的防污性能优异,选择角毛藻作为生物污损附着物,置于25℃黑暗中24h时,实施例1制备的防污网具未附着的角毛藻,距海面深度为0.8米的海水中,经3个月海水挂片试验后,实施例1制备的防污网具表面的附着物较少。
附图说明
图1为本发明实施例1制备所述防污网具的原理图;
图2为本发明中聚乙烯材质的渔网的防污性能测试显微图;
图3为本发明实施例1制备的防污网具的防污性能测试显微图;
图4为本发明中聚乙烯材质的渔网经海水挂片试验后的实物图;
图5为本发明实施例1制备的防污网具经海水挂片试验后的实物图。
具体实施方式
本发明提供了一种防污网具的制备方法,包括以下步骤:
(1)将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,然后进行开环反应,得到混合浸渍液;
(2)将聚合物类网具浸渍到所述步骤(1)得到的混合浸渍液中,然后进行光固化,得到防污网具。
本发明将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,然后进行开环反应,得到混合浸渍液。
在本发明中,若无特殊说明,所采用的原料均为本领域常规市售产品。
在本发明中,所述环氧类光引发剂优选为4-(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮和4,4-双(4-氧苯氧基)二苯甲酮二缩水甘油基醚中的一种或多种。
在本发明中,所述含胍的聚合物优选为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍和聚氨丙基双胍中的一种或多种。
在本发明中,所述环氧类光引发剂和含胍的聚合物的物质的量之比优选为1:(0.8~3.5),更优选为1:(1~3)。本发明将环氧类光引发剂和含胍的聚合物的物质的量之比控制在上述范围内,有利于环氧类光引发剂和含胍的聚合物充分进行开环反应,从而有利于后续含胍聚合物充分接枝到聚合物类网具上。
在本发明中,所述溶剂由体积比优选为1:(0.8~5.5)的有机溶剂和去离子水的组成,更优选为1:(0.9~5.3)。在本发明中,所述有机溶剂优选为乙腈、甲醇或乙醇。本发明将溶剂中有机溶剂和去离子水的体积之比控制在上述范围内,有利于含胍聚合物充分溶解在溶剂中,有利于开环反应的进行。
本发明对所述环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂的混合方式没有特殊的限制,实现各组分混合均匀即可。在本发明中,所述环氧类光引发剂在由环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合后得到的混合液中的浓度优选为0.008~0.120mmol/mL,更优选为0.01~0.100mmol/mL。本发明将环氧类光引发剂的浓度控制在上述范围内,有利于后续所述光引发剂进行光固化反应后,在聚合物类网具表面稳定地接枝足够多的含胍的聚合物防污剂,构建稳定的防污层,提高防污网具的长效防污性能。
在本发明中,所述开环反应的pH值优选为8.5~11.5,更优选为9~11。在本发明中,所述pH值的调节方式优选为调节由环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合后得到的混合液的pH值。在本发明中,所述调节pH值所用的试剂优选为氢氧化钠、氢氧化钾和碳酸氢钠的水溶液中的一种或多种。在本发明中,所述开环反应的温度优选为45~75℃,更优选为50~70℃;所述开环反应的时间优选为1~5h,更优选为1.5~4h。本发明将开环反应的pH值、温度和时间控制在上述范围内,有利于提高开环反应的效率,促进开环反应的充分进行,将环氧类光引发剂完全修饰到含胍的聚合物结构上,从而有利于后续在聚合物类网具表面接枝足够多的含胍的聚合物防污剂,构建稳定的防污层,提高制备的防污网具的长效防污性能。
得到混合浸渍液后,本发明将聚合物类网具浸渍到所述混合浸渍液中,然后进行光固化,得到防污网具。
在本发明中,所述聚合物类网具的材质优选为聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。本发明对所述混合浸渍液的体积没有特殊的限制,实现浸没聚合物类网具即可。
在本发明中,所述光固化所用光源的波长优选为360~370nm,更优选为365nm。本发明将光固化所用光源的波长控制在上述范围内,有利于所述光引发剂能吸收波长的能量,产生自由基,从而引发光固化反应。在本发明中,所述光固化的时间优选为2~10min,更优选为3~8min。本发明将光固化的时间控制在上述范围内,有利于光固化反应的充分进行,从而在聚合物类网具表面稳定地接枝足够多的含胍的聚合物防污剂,构建稳定的防污层,提高制备的防污网具的长效防污性能。
光固化完成后,本发明优选将所述光固化的产物依次进行清洗和干燥,得到防污网具。
在本发明中,所述清洗所用的试剂优选为水;所述清洗的次数优选为2~3次。本发明对所述干燥的方式没有特殊的限制,采用本领域常规方式即可。
本发明还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的防污网具。
本发明还提供了上述技术方案所述防污网具在人工养殖中的应用。
下面将结合本发明中的实施例,对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
(1)将10mmol环氧类光引发剂2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮、20mmol含胍的聚合物聚六亚甲基胍盐酸盐和溶剂混合,然后调节pH到10~11,在70℃进行开环反应3h,得到混合浸渍液;
所述环氧类光引发剂和含胍的聚合物的物质的量之比为1:2;
所述溶剂由体积比为1:1的乙腈和去离子水组成;
所述环氧类光引发剂在由环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合后得到的混合液中的浓度优选为0.05mmol/mL;
(2)将聚合物类网具聚乙烯材质的渔网浸渍并浸没到所述步骤(1)得到的混合浸渍液中,然后在波长为365nm的紫外光照射下进行光固化5min,光固化完成后,将光固化的产物进行用水清洗3次,经干燥,得到防污网具。
实施例1制备所述防污网具的原理图如图1所示,环氧类光引发剂2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮结构中的环氧基与含胍的聚合物聚六亚甲基胍盐酸盐结构上的胍基进行开环反应,将所述光引发剂修饰到含胍的聚合物结构上,然后进行光固化,使得所述修饰到含胍的聚合物结构上的光引发剂和所述聚合物类网具基材表面结构上氢原子发生共价接枝反应,进而将所述含胍的聚合物稳定地接枝在所述聚合物类网具基材表面,实现在聚合物类网具表面构建长效稳定的防污层,得到所述防污网具。
选择角毛藻作为生物污损附着物对聚乙烯材质的渔网和实施例1制备的防污网具的防污性能进行了检测评估,将实施例1制备的防污网具和聚乙烯材质的渔网分别浸泡于浓度为1.0×105个/mL的角毛藻悬浮液中,并置于25℃黑暗中24h,取出后分别用消毒后的海水清洗3遍,以除去未附着的角毛藻,使用显微镜下分别对实施例1制备的防污网具和聚乙烯材质的渔网表面粘附的角毛藻进行观察,得到聚乙烯材质的渔网和实施例1制备的防污网具的防污性能测试显微图如图2、3所示。从图2可以看出,聚乙烯渔网表面观察到明显的生长的角毛藻,而从图3可以看出,实施例1制备的防污网具表面未观察到附着的角毛藻,表明采用本发明提供的方法制备的防污网具的防污性能优异。
分别取大小为0.5*0.5米的聚乙烯材质的渔网和实施例1制备的防污网具置于距海面深度为0.8米的海水中,经3个月海水挂片试验,得到聚乙烯材质的渔网和实施例1制备的防污网具经海水挂片试验后的实物图如图4、5所示,从图4、5可以看出,海水挂片试验后,与聚乙烯材质的渔网相比,实施例1制备的防污网具表面的附着物更少,防止海水中藻类污损的效果显著。
综上可知,采用本发明提供的方法制备的防污网具的防污性能优异,选择角毛藻作为生物污损附着物,置于25℃黑暗中24h时,实施例1制备的防污网具未附着的角毛藻,距海面深度为0.8米的海水中,经3个月海水挂片试验后,实施例1制备的防污网具表面的附着物较少。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种防污网具的制备方法,包括以下步骤:
(1)将环氧类光引发剂、含胍的聚合物和溶剂混合,然后进行开环反应,得到混合浸渍液;
(2)将聚合物类网具浸渍到所述步骤(1)得到的混合浸渍液中,然后进行光固化,得到防污网具。
2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中环氧类光引发剂为4-(2,3-环氧丙氧基)二苯甲酮、2-羟基-4-缩水甘油醚基二苯甲酮和4,4-双(4-氧苯氧基)二苯甲酮二缩水甘油基醚中的一种或多种。
3.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中含胍的聚合物为聚六亚甲基胍盐酸盐、聚六亚甲基双胍和聚氨丙基双胍中的一种或多种。
4.根据权利要求1~3任一项所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中环氧类光引发剂和含胍的聚合物的物质的量之比为1:(0.8~3.5)。
5.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中溶剂由体积比为1:(0.8~5.5)的有机溶剂和去离子水的组成。
6.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)中开环反应的pH值为8.5~11.5,开环反应的温度为45~75℃,开环反应的时间为1~5h。
7.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中聚合物类网具的材质为聚乙烯、聚丙烯、聚酯和聚酰胺中的一种或多种。
8.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(2)中光固化所用光源的波长为360~370nm,光固化的时间为2~10min。
9.权利要求1~8任一项所述制备方法制备得到的防污网具。
10.权利要求9所述防污网具在人工养殖中的应用。
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GR01 | Patent grant | ||
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