TWI786144B - 類蜘蛛絲的聚合物纖維、其製備方法及其用途 - Google Patents

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Abstract

本發明涉及化學仿生技術領域的一種類蜘蛛絲的聚合物纖維及其製備方法和用途。所述的類蜘蛛絲的聚合物纖維包含基體聚合物和分散在其中的微粒添加劑，所述微粒具有0.1-1000微米的平均粒子尺寸，並且所述聚合物纖維具有包含纖維主體和在纖維主體上間隔分佈的紡錘節結構單元的類蜘蛛絲的微觀結構，其中所述紡錘節結構單元包含所述微粒，並且紡錘節結構單元的徑向高度大於纖維主體的直徑。本發明聚合物纖維的製備方法無需對現有紡絲工藝進行大幅改動、且設備無需更改，工藝簡單，成本低。獲得的類蜘蛛絲的聚合物纖維可以實現水滴在該纖維表面的定向移動，從而具有集水功能，可以用於製備集水材料。

Description

類蜘蛛絲的聚合物纖維、其製備方法及其用途
本發明涉及化學仿生技術領域，更具體地說，涉及一種類蜘蛛絲的聚合物纖維、其製備方法及其用途。
水資源是人類社會發展的重要自然資源。地球上的水，儘管數量巨大，但能直接被人們生產和生活利用的卻很少，約僅占地球總水量的0.26%。水資源的可持續利用是所有自然資源可持續開發利用中最重要的一個問題。當今，淡水資源緊缺的局面正在逐漸顯現。全球80多個國家的約15億人口面臨淡水不足，其中26個國家的3億人口完全生活在缺水狀態。預計到2025年，全世界將有30億人口缺水，涉及的國家和地區達40多個。淡水資源短缺已經制約社會的發展，解決淡水資源問題迫在眉睫。解決方法可能就依賴於空氣（這裡集結著12.9萬億噸氣態水）。空氣可能成為未來人類生活用水的重要“水源”。
蜘蛛是自然界中利用空氣水源的先驅者之一。當蜘蛛網置於濕潤環境中，水汽在其中的捕獲絲表面凝結、形成小水滴；而該纖維中存在的週期性的紡錘節結構造成捕獲絲的曲率半徑發生週期性的變化，產生拉普拉斯壓差，導致水滴沿纖維徑向方向受力不均，推動水滴發生定向（指向紡錘節）移動。水滴的這種定向移動有利於小液滴快速彙集形成大水珠，減弱蒸發作用，利於空氣中水分的快速收集。蜘蛛通過上述過程在空氣中收集水分來保障生存的方式為我們解決淡水危機提供了新的思路：開發具有紡錘節結構的仿蜘蛛絲纖維來實現空氣中水分的快速收集，這一思路在沙漠、海島等地區具有廣闊的應用前景，也有望用於機場等特殊場所水汽的驅散。
現有技術中製備具有類似結構的仿蜘蛛絲纖維的方法主要有兩種。
一是浸漬法：公開號為CN102776785A（申請號為201110223679.7）的中國專利申請公開的一種具有仿蜘蛛絲結構的集水聚合物絲即採用該種方法。在該方法中，將已有纖維浸入高分子溶液，之後取出乾燥，在該乾燥過程中，高分子溶液由於瑞利不穩定性在纖維表面形成一串液滴懸掛於纖維表面，經乾燥固化得到軸向排列的紡錘節，從而得到具有類似蜘蛛絲結構的纖維。公開號為CN102587139A（申請號為201210004686.2）的中國專利申請以上述專利申請為基礎，進一步實現了製備所得的纖維表面的突起節（即紡錘節）的高度從小到大均勻可控，其表面具有更微觀的突起或微孔，這提高了纖維的集水效率。該方法屬於對現有纖維的後加工。
二是靜電紡絲方法：其對設備要求較高。公開號為CN103334244A （申請號為201310227113.0）的中國專利申請公開了一種電紡珠串纖維的自組裝製備方法，該方法採用靜電紡絲技術，在人造纖維的表面自組裝形成微米級珠串結構，從而獲得仿蜘蛛絲纖維。但靜電紡絲的設備較為昂貴，而且能夠使用靜電紡絲的聚合物種類較少。
鑒於現有技術中存在的上述問題，本發明的目的是提出一種類蜘蛛絲的聚合物纖維，該纖維能夠實現水滴在該纖維表面的定向移動，從而具有集水功能，同時該纖維的製備方法應可簡單實施且設備成本低。
令人驚奇地發現，通過在紡絲工藝中，在基體聚合物中引入微米級尺寸（平均粒子尺寸一般為0.1-1000微米）的微粒添加劑，所述微粒在基體聚合物的紡絲過程中不溶解且不熔融，形成了具有類蜘蛛絲的微觀結構的聚合物纖維，所述微觀結構包含纖維主體和在纖維主體上間隔分佈的紡錘節結構單元，並且其中所述紡錘節結構單元包含所述微粒（每個紡錘節結構單元可以包含一個或多個所述微粒），由此實現了所述目的。所述聚合物纖維具有的紡錘節結構單元間隔分佈的類蜘蛛絲的微觀結構導致水汽凝結過程中形成的小水滴在纖維表面定向移動形成大水珠，降低水珠比表面積，降低形成水珠的蒸發程度，從而加速水汽彙集而具有集水功能。
在根據本發明的聚合物纖維的製備方法中，通過在紡絲過程中加入微米級粒子，在纖維製備過程中即可獲得紡錘節結構，即一步法獲得了類蜘蛛絲的聚合物纖維。因此，該方法無需對現有紡絲工藝進行大幅改動且設備無需更改，從工藝上講，更為簡單，成本也更低。尤其是在多孔微粒的情況下，在纖維形成過程中能夠在多孔結構內部形成微纖網路，由此多孔結構能夠增強微粒添加劑與纖維基體之間的相互作用力，從而降低微粒添加劑對纖維機械性能的影響。
術語和定義
本文中所述的“間隔分佈”是指在纖維上分佈的相鄰兩個紡錘節結構單元之間為纖維連接，即在相鄰兩個紡錘節結構單元之間為纖維主體部分。
所述“纖維主體”是指纖維的線性主體結構，分佈在紡錘節結構單元之間，或者說被紡錘節結構單元間斷的纖維的主要構成部分。
所述“紡錘節”（Spindle-knot）是指從纖維主體沿徑向向外突起的紡錘狀結構。紡錘節的徑向高度大於纖維主體的直徑。“紡錘狀”表示該結構的中部粗大而兩末端狹尖。
具體地，例如在圖6中所示的SEM（掃描電子顯微鏡）照片和圖10中所示的光學顯微鏡照片中對於這些結構和相關的參數進行了標示。紡錘節結構單元標示為1，並且纖維主體標示為2。
紡錘節結構單元的徑向高度a是指對單個紡錘節結構單元而言，在纖維徑向上距離纖維軸距離最遠的上端點和下端點之間的垂直距離。
紡錘節結構單元的軸向長度b是指對單個紡錘節結構單元而言，在纖維軸向上紡錘節從纖維主體沿徑向向外突起的起始點和終止點之間的距離。通常，起始點和終止點指定為與纖維主體直徑發生約5%的變化的位置。
紡錘節結構單元的間距d是指纖維軸向上兩個相鄰的紡錘節結構單元的相鄰的端點（起始點或終止點）之間的距離。
纖維主體的直徑c是指纖維主體，即無紡錘節結構的纖維部分的直徑。對於包含紡錘節結構單元的纖維，取同一根纖維上被紡錘節間隔開的多個纖維主體區段（通常取在SEM照片中清楚可見的3個區段）的直徑的平均值作為整根纖維的主體的直徑。
纖維軸向是指纖維加工方向，也是纖維主體的縱向延伸的方向。
纖維徑向是指與纖維軸向垂直的方向，即與纖維加工方向垂直的方向。
本文中所述纖維主體和紡錘節的尺寸或微粒的粒子尺寸通過SEM方法測定，除非另外明確說明。
發明詳述
具體地，本發明提供以下技術方案。
在第一方面，本發明提供一種類蜘蛛絲的聚合物纖維，其中所述聚合物纖維包含基體聚合物和分散在其中的微粒添加劑，所述微粒具有0.1-1000微米的平均粒子尺寸，並且所述聚合物纖維具有包含纖維主體和在纖維主體上間隔分佈的紡錘節結構單元的類蜘蛛絲的微觀結構，其中所述紡錘節結構單元包含所述微粒，並且紡錘節結構單元的徑向高度大於纖維主體的直徑。
優選地，所述紡錘節結構單元的徑向高度為10-300微米，優選為20-200微米，更優選為30-150微米；軸向長度為10-1000微米，優選為20-700微米，更優選40-300微米，更優選為100-300微米；間距為10-5000微米，優選為50-3000微米，更優選為100-1000微米。
所述纖維主體的直徑可以為5-250 微米，優選5-200微米，更優選為10-150微米，更優選為10-100微米，更優選為20-50微米。
所述纖維的基體聚合物可以是現有技術中已有的各種可以形成纖維的聚合物，優選適合濕法紡絲的聚合物，例如選自聚丙烯腈、聚氨酯、聚乙烯醇、黏膠纖維、尼龍、纖維素磺酸酯、纖維素醋酸酯、聚氯乙烯、聚間苯二甲醯胺（優選聚間苯二甲醯間苯二胺）、聚對苯二甲醯對苯二胺及它們的共混物和共聚物；優選選自聚丙烯腈、聚氨酯、聚乙烯醇、黏膠纖維、聚間苯二甲醯間苯二胺、聚對苯二甲醯對苯二胺、聚氯乙烯及它們的共混物和共聚物，更優選選自聚丙烯腈、聚氨酯和聚乙烯醇及它們的共混物和共聚物，再更優選聚乙烯醇。所述聚乙烯醇的聚合度適宜地為400-4000，優選為500-3000，更優選為1000-2500；醇解度適宜地為55%-99%，優選為88%-99%。
在本發明中使用的微粒可以為任何合適的微米級粒子，其具有0.1-1000微米，優選0.5-200微米，更優選10-100微米的平均粒子尺寸。所述微粒可以為實心微粒（例如實心玻璃微球），多孔微粒，或由奈米粒子形成的團聚體（例如噴霧乾燥粉末橡膠）。
根據本發明的聚合物纖維可以包含1-50%重量%的所述微粒添加劑，基於纖維基體聚合物的重量計。在使用多孔微粒作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維的基體聚合物 100份；
b.多孔微粒 1-50份，優選為3-40份，更優選為5-30份，最優選為5-25份，再更優選5-20份。
所述組分a纖維基體聚合物作為纖維基體，所述組分b多孔微粒作為添加劑，形成紡錘節結構。
多孔微粒的孔隙率優選為10-80%，優選為20-60%，更優選為20-50%。
多孔微粒的孔徑優選為0.1-200奈米，更優選為0.5-150奈米，再更優選為1-50奈米。
所述多孔微粒包括球形多孔微粒和非球形多孔微粒。
球形多孔微粒的平均粒子尺寸優選為0.5-200微米，更優選為10-150微米，再更優選為20-100微米。
非球形多孔微粒的平均粒子尺寸可以為60-12500目，優選為80-1250目，更優選為80-600目，通過篩分法測定。
所述多孔微粒可以是市售的各種符合本文所述參數的多孔微粒，也可以通過現有技術的方法自製而得。
例如，球形多孔微粒可以選自二氧化矽多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸鈣多孔微球、環氧樹脂多孔微球、聚乳酸多孔微球、酚醛樹脂多孔微球、殼聚糖多孔微球、碳多孔微球、羥基磷灰石多孔微球、明膠多孔微球、金屬多孔微球及其組合，優選選自二氧化矽多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸鈣多孔微球、環氧樹脂多孔微球、聚乳酸多孔微球、酚醛樹脂多孔微球、殼聚糖多孔微球、碳多孔微球及其組合，更優選選自二氧化矽多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸鈣多孔微球、碳多孔微球及其組合。
在使用球形多孔微粒作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維基體聚合物 100份；
b.球形多孔微粒 1-49份，優選為3-40份，更優選為5-30份，最優選為5-25份。
在使用二氧化矽多孔微球作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份計的以下組分：
a.纖維基體聚合物 100份；
b.二氧化矽多孔微球 1-45份，優選為3-40份，更優選為5-30份，再更優選為5-25份。
在使用聚苯乙烯多孔微球作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維基體聚合物 100份；
b.聚苯乙烯多孔微球 1-46份，優選為3-40份，更優選為5-30份，最優選為5-25份。
非球形多孔微粒可以例如選自分子篩、柱層析矽膠、非球形聚苯乙烯微粒、非球形二氧化鈦多孔微粒及其組合，優選選自分子篩、柱層析矽膠、非球形聚苯乙烯微粒及其組合，更優選選自柱層析矽膠和非球形聚苯乙烯微粒及其組合。所述柱層析矽膠的平均粒子尺寸可以為60-400目，優選為60-300目，更優選為80-300目，通過篩分法測定。
在使用非球形多孔微粒作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維基體聚合物 100份；
b.非球形多孔微粒 1-48份，優選為3-40份，更優選為5-30份，最優選為5-25份。
在使用柱層析矽膠作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維基體聚合物 100份；
b.柱層析矽膠 1-44份，優選為3-40份，更優選為5-30份，最優選為5-25份。
在使用噴霧乾燥粉末橡膠作為微粒時，所述聚合物纖維優選包含以重量份數計的以下組分：
a.纖維的基體聚合物 100份；
b.噴霧乾燥粉末橡膠 1-50份，優選為10-40份，更優選為10-30份，再更優選為20-30份。
所述組分a纖維基體聚合物作為纖維基體，所述組分b作為添加劑，形成紡錘節結構。
所述噴霧乾燥粉末橡膠的平均粒子尺寸優選為500奈米-200微米，更優選10微米-100微米，再更優選為20-50微米。
本發明使用的噴霧乾燥粉末橡膠是由橡膠乳液通過輻照交聯製備並通過噴霧乾燥法乾燥得到。在所述噴霧乾燥粉末橡膠的製備過程中，輻照交聯所用的高能射線源可以選自鈷源、紫外、高能電子加速器中的至少一種，優選地，所述高能射線源的波長小於0.1μm，例如為鈷源。此外，一般情況下，輻照的劑量應使得橡膠膠乳輻照交聯後的橡膠粒子的凝膠含量達到60重量%以上，優選達到75重量%以上，更優選達到80重量%以上。具體地，輻照的劑量可以為0.1-30Mrad，優選為0.5-20Mrad。
作為所述噴霧乾燥粉末橡膠，可以採用現有技術中已有的各種噴霧乾燥粉末橡膠。所述噴霧乾燥粉末橡膠可以通過商購得到，也可以按照本領域技術人員公知的各種方法製備得到。例如，所述噴霧乾燥粉末橡膠可以為按照本發明的申請人於2000年9月18日遞交並於2001年6月7日公開的國際專利申請WO01/40356A1和於2001年6月15日遞交並於2001年12月27日公開的國際專利申請WO01/98395A1中公開的方法所製備的全硫化粉末橡膠。此外，所述全硫化粉末橡膠的實例包括但不限於：全硫化粉末天然橡膠、全硫化粉末丁苯橡膠、全硫化粉末羧基丁苯橡膠、全硫化粉末丁腈橡膠、全硫化粉末羧基丁腈橡膠、全硫化粉末聚丁二烯橡膠、全硫化粉末矽橡膠、全硫化粉末氯丁橡膠、全硫化粉末丙烯酸酯橡膠、全硫化粉末丁苯吡橡膠、全硫化粉末異戊二烯橡膠、全硫化粉末丁基橡膠、全硫化粉末聚硫橡膠、全硫化粉末丙烯酸酯-丁二烯橡膠、全硫化粉末聚氨酯橡膠、全硫化粉末氟橡膠、全硫化粉末乙烯-乙烯乙酸酯橡膠等中的至少一種，優選為全硫化粉末丁苯橡膠、全硫化粉末羧基丁苯橡膠、全硫化粉末丁腈橡膠、全硫化粉末羧基丁腈橡膠、全硫化粉末丙烯酸酯類橡膠、全硫化粉末乙烯-乙酸乙烯酯橡膠中的至少一種。所述全硫化粉末橡膠的凝膠含量優選為60重量%以上，更優選為75重量%以上，特別優選為80重量%以上。
此外，在所述噴霧乾燥粉末橡膠的輻照交聯製備過程中，可以不使用交聯助劑，也可以使用交聯助劑。所述交聯助劑可以選自單官能團交聯助劑、二官能團交聯助劑、三官能團交聯助劑、四官能團交聯助劑和五官能團以上交聯助劑中的任意一種。所述單官能團交聯助劑的實例包括但不限於：（甲基）丙烯酸辛酯、（甲基）丙烯酸異辛酯、（甲基）丙烯酸縮水甘油酯中的至少一種；所述二官能團交聯助劑的實例包括但不限於：1,4-丁二醇二（甲基）丙烯酸酯、1,6-己二醇二（甲基）丙烯酸酯、二乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、三乙二醇二（甲基）丙烯酸酯、新戊二醇二（甲基）丙烯酸酯、二乙烯基苯中的至少一種；所述三官能團交聯助劑的實例包括但不限於：三羥甲基丙烷三（甲基）丙烯酸酯和/或季戊四醇三（甲基）丙烯酸酯；所述四官能團交聯助劑的實例包括但不限於：季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯和/或乙氧化季戊四醇四（甲基）丙烯酸酯；所述五官能團以上交聯助劑的實例包括但不限於：二季戊四醇五（甲基）丙烯酸酯。在本文中，所述（甲基）丙烯酸酯是指丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯。這些交聯助劑可以以任意方式組合使用，只要它們在輻照下有助於交聯即可。此外，所述交聯助劑的加入量一般為膠乳中幹膠重量的0.1-10重量%，優選為0.5-9重量%，更優選為0.7-7重量%。
在第二方面，本發明提供根據本發明的類蜘蛛絲的聚合物纖維的製備方法。該方法通過採用濕法紡絲工藝進行。具體地，該方法包括以下步驟：
（1）按上文所述用量將所述纖維的基體聚合物和微粒添加劑分散於溶劑中，直至纖維的基體聚合物溶解於溶劑中形成溶液並且微粒在該溶液中均勻分散，由此得到均勻的紡絲原液；在該步驟中，有利地，可以將混合物在30-95℃，優選50-95℃，更優選為70-95℃的溫度下進行加熱，並且可以同時進行攪拌；
（2）對應所採用的聚合物以及溶劑，配製相應凝固浴；
（3）採用紡絲原液通過如下方式紡絲：將紡絲原液，例如通過濕法紡絲機或蠕動泵等，擠入凝固浴中，在凝固並乾燥後，收集得到初生纖維；
（4）任選地，拉伸初生纖維，得到具有間隔分佈的紡錘節結構的類蜘蛛絲的聚合物纖維。例如，在微粒為多孔微粒的情況下，進行該步驟（4）的拉伸；在微粒為噴霧乾燥粉末橡膠的情況下，不進行步驟（4）的拉伸。
如需要，在上述步驟之後，還包括以下交聯步驟（5）：將在步驟（3）或（4）中所製得的纖維在交聯液中浸泡，水洗，乾燥，並收集得到的產物。交聯過程可以對所述纖維的耐水性有所改變，但不影響纖維的基本物理結構，即間隔分佈的紡錘節結構，從而對水滴在纖維表面的定向移動並不產生影響，因此，交聯過程僅為選用過程。
具體地，在步驟（1）中，以溶劑用量為100重量份計，所述纖維的基體聚合物的用量可以為5-50重量份，優選為10-40重量份，更優選為10-25重量份。
在步驟（1）中，所述溶劑可以為所用聚合物相應的常用的濕法紡絲溶劑，例如選自1，4-二氧六環、N,N-二甲基甲醯胺、四氫呋喃、水、硫酸及其組合，更優選為選自N,N-二甲基甲醯胺和1，4-二氧六環及其組合。
所述步驟（2）中，凝固浴可以為所用纖維基體聚合物相應的常用的濕法紡絲凝固浴。混合過程可以採用現有任何液液混合設備均可，如機械攪拌、超聲分散等。所述凝固浴可選自硫酸鈉水溶液、甲醇、乙酸乙酯、水、1，4-二氧六環、N，N-二甲基甲醯胺及其組合，優選選自硫酸鈉水溶液、甲醇、水、1，4-二氧六環、N，N-二甲基甲醯胺及其組合；優選地，所述硫酸鈉水溶液的濃度為300-500g/L，優選為350-450g/L。如果選用聚乙烯醇的水溶液作為紡絲原液，可選用硫酸鈉水溶液、甲醇、乙酸乙酯中的至少一種作為凝固浴，其中所述硫酸鈉水溶液的濃度為300-500g/L，優選為350-450g/L；優選硫酸鈉水溶液、甲醇中的至少一種；更優選為硫酸鈉水溶液。如果選用聚乙烯醇的1，4-二氧六環溶液作為紡絲原液，可選用甲醇、乙酸乙酯中的至少一種、或者選擇由甲醇和1，4-二氧六環組成的二元溶液作為凝固浴，在所述甲醇和1，4-二氧六環的二元溶液中，以甲醇重量為100重量份計，1，4-二氧六環的用量為0.1-50重量份，優選為5-40重量份，更優選為10-30重量份。
由於單純甲醇的凝固能力較強，纖維凝固較快，不利於後續收絲過程中拉細纖維、突出形成紡錘節結構，因此在凝固浴中可根據需要加入適量的1，4-二氧六環，可降低纖維成型速率，利於紡錘節結構的形成。
利用所述紡絲原液進行紡絲時，噴絲孔為紡絲過程中通常使用的噴絲孔。所述噴絲孔的內徑可為10-1000微米，優選為50-500微米，更優選為50-300微米；所述噴絲孔可以為任何形狀，優選為方形、圓形、三角形或五角形，更優選為圓形、方形或三角形，再更優選為圓形。
在步驟（3）中，當微粒為多孔微粒時，收絲速率可以為0.01-100米/分鐘，優選為0.05-10米/分鐘，更優選0.1-1米/分鐘；當微粒為噴霧乾燥粉末橡膠時，收絲速率可以為0.1-100米/分鐘，優選為0.1-10 米/分鐘，更優選0.2-1米/分鐘。
所述步驟（4）中，拉伸溫度可以為所用纖維基體聚合物相應的常用的拉伸溫度。若採用聚乙烯醇作為纖維基體聚合物，拉伸溫度為100-220℃，優選120-200℃，更優選為150-180℃。
所述步驟（5）中，所述交聯液可以為所用纖維基體聚合物相應的常用的濕法紡絲交聯液。
若採用聚乙烯醇作為纖維基體聚合物，交聯液可由酸類和醛類，和/或硫酸鈉，與水的溶液構成，也就是說交聯液可以為酸類和醛類的水溶液，可選擇加入硫酸鈉。酸類可為常見的無機酸，優選為鹽酸、硫酸中的至少一種，更優選為硫酸；醛類優選為甲醛、戊二醛中的至少一種。具體地，交聯液優選硫酸、戊二醛（和/或甲醛）和硫酸鈉與水的水溶液，其中硫酸的濃度可為100-500克/升，優選為200-350克/升；戊二醛的濃度可為1-80克/升，優選為30-60克/升；甲醛的濃度可為1-50克/升，優選為20-35克/升；硫酸鈉的濃度可為0-350克/升，優選為50-200克/升。
在微粒為多孔微粒的情況下，將聚合物和多孔微粒添加劑共同紡絲，多孔微粒分散於聚合物溶液中，聚合物溶液擴散進入多孔微粒內部；在紡絲原液微流經過凝固浴形成纖維、後續拉伸過程中，由於溶劑不斷析出且徑向拉伸，纖維主體體積發生大幅度收縮，而多孔微粒體積不受影響，因此在多孔微粒存在處，纖維會發生微觀突起，形成紡錘節結構；進入多孔微粒內部的聚合物溶液經過凝固，形成微纖網路，將多孔微粒捆綁於纖維內部，有效增強了多孔微粒與纖維基體之間的相互作用力，降低了微粒添加劑對纖維機械性能的影響。本方法工藝簡單，無需對現有工藝進行大量改進，易於工業化生產。得到的人造纖維在高濕度（例如80%以上的相對空氣濕度）情況下，水汽在纖維表面發生凝結、隨後小液滴向紡錘節結構部分合併、加速彙集形成大水滴，利於收集。
在微粒為噴霧乾燥粉末橡膠的情況下，將聚合物和粉末橡膠共同紡絲，噴霧乾燥粉末橡膠分散於聚合物溶液中，在其經過凝固浴形成纖維過程中，由於溶劑不斷析出，纖維主體體積發生大幅度收縮，而噴霧乾燥粉末橡膠體積不受影響，因此在噴霧乾燥粉末橡膠存在處，纖維會發生微觀突起，形成紡錘節結構，而在不存在噴霧乾燥粉末橡膠的部分中，纖維自然收縮，形成纖維主體，從而獲得具有集水特性的類蜘蛛絲纖維。本方法一次成型，工藝簡便，易於工業化生產。得到的人造纖維可以在高濕度（例如80%以上的相對空氣濕度）下收集水滴，水汽在凝結、生長過程中由纖維主體（高曲率半徑）部分向紡錘節結構（低曲率半徑）部分合併，加速水滴在突起部分彙集，利於收集。
本發明的優點：
（1）本發明工藝簡單，採用傳統的紡絲設備即可實現，無需額外增加附加設備，方法簡單、穩定，適宜連續大規模進行製備；
（2）本發明獲得的具有間隔分佈的紡錘節結構的類蜘蛛絲的纖維的成本低廉，具有良好的穩定性；
（3）本發明獲得的具有間隔分佈的紡錘節結構的類蜘蛛絲的纖維可用於在島嶼、臨海沙漠和多霧山區等地區收集空氣中的水分，以及機場、高速公路或燈塔等特殊場所周圍的濃霧驅散和消散。
（4）在利用多孔材料作為添加劑的情況下，增強了添加劑與基體材料之間介面相互作用：通過凝固過程中形成的微纖網路將多孔微粒添加劑綁定在纖維內部，減弱了添加劑對纖維機械性能的影響。
下面結合實施例，進一步說明本發明。但本發明不受這些實施例的限制。
實施例中使用以下儀器設備、測定方法、原料和實驗條件：
（1）實驗基礎設備：擠出設備為保定申辰泵業有限公司生產的SPLab01型蠕動泵，熱拉伸設備為INSTRON 3366萬能試驗機。
（2）實驗資料測定用的儀器和方法：
光學顯微鏡照片（圖1-4、9和10）由NIKON ECLIPSE lC100N POL型顯微鏡拍攝獲得；掃描電子顯微鏡照片（圖5-8）由Hitachi S-4800型掃描電子顯微鏡拍攝獲得。
水滴在纖維表面的定向移動過程由德國dataphysics公司的SCA20型接觸角測量儀觀測。
纖維的拉伸性能測試採用單絲法，依照ASTM D3379-1975《Standard Test Method for Tensile Strength and Young’s Modulus for High-Modulus Single-Filament Materials》執行。拉伸斷裂強度的測量由Instron 3366型萬能材料試驗機完成。
纖維主體直徑、紡錘節結構單元的徑向高度、軸向長度和間距根據SEM方法，通過Hitachi S-4800 掃描電子顯微鏡拍攝測得電子顯微鏡照片後測量獲得。
球形微粒（例如多孔微球、噴霧乾燥粉末橡膠、實心玻璃球）的平均粒子尺寸根據SEM方法，通過Hitachi S-4800 掃描電子顯微鏡拍攝測得電子顯微鏡照片，然後統計掃描電子顯微鏡測試結果獲得。具體地，將微粒烘乾並均勻分散來製備SEM樣品，拍攝得到帶有微粒形貌資訊的清晰的SEM照片。通過隨機統計多幅（通常是10幅）SEM照片中微粒（每副照片中取微粒數目通常50個）的粒子尺寸資訊，計算選取的這些微粒的粒子尺寸的數均平均值，作為微粒樣品的平均粒子尺寸。
孔隙率、孔徑依據GB/T21650，通過美國Micromeritics公司生產的ASAP 2020 M+C全自動物化吸附分析儀測得。
非球形微粒的平均粒子尺寸（目數）使用篩分法進行測定：選擇一系列不同篩孔直徑的標準篩（ISO3310-1:2000），按照孔徑由小到大、自下而上依次摞起，最下面為底篩，最上層為篩蓋，固定在振篩機上，通過振動實現篩分，並根據每層標準篩中得到的粒子品質，得到粒子的細微性分佈和粒子尺寸。粒子在篩分前進行烘乾和分散。
（3）實施例中所用微粒在使用前在烘箱中乾燥，除非另外明確說明。
（4）實施例中所述“高濕度”是指80%的相對空氣濕度。
實施例1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克二氧化矽多孔微球，分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維，進行測試，測試結果見圖1。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為40-70微米，軸向長度為50-400微米，紡錘節間間距為70-2000微米。
對上述纖維進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為342±22MPa。
上述二氧化矽多孔微球的制法：將1kg固含量28%的矽橡膠膠乳（北京波爾新材料科技有限公司，型號302）置於一容器中，在攪拌下滴加丙烯酸異辛酯15g，滴加完成後繼續攪拌一小時，之後用鈷源照射，劑量為2.5Mrad，劑量率為50Gy/min，輻射後的膠乳通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140-160℃，出口溫度為60-70℃，收集乾燥後的矽橡膠粉末，經過600℃煆燒6小時（依次為無氧環境3小時、氧氣環境3小時）後，經過篩分，得到粒子尺寸在20-50微米，孔徑為20-100奈米，孔隙率為20-60%的二氧化矽多孔微球用於本實施例。
實施例A1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠，分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到類蜘蛛絲的聚合物纖維，進行測試，測試結果見圖5。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為70-3000微米。進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為94±12MPa。
上述羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠的制法：將1kg固含量50%的羧基丁苯膠乳（燕山石化生產，牌號XSBRL-54B1）置於一容器中，在攪拌下滴加丙烯酸異辛酯15g，滴加完成後繼續攪拌一小時，之後用鈷源照射，劑量為2.5Mrad，劑量率為50Gy/min，輻射後的膠乳通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140℃-160℃，出口溫度為60℃-70℃，收集乾燥後的羧基丁苯橡膠粉末，經過篩分，得到平均粒子尺寸為30微米的羧基丁苯橡膠粉末樣品用於本實施例。
對比例A1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，進行測試，測試結果見圖8。
實施例A2
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.4克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。對其進行測試，測試結果見圖6。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為50-2200微米。
實施例A3
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維，進行測試，測試結果見圖7。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，所述紡錘節間間距為50-1200微米。進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為36±6MPa。
實施例A4
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。將上述所得纖維置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中5分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為70-3000微米。
實施例A5
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.4克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。將上述所得纖維置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中5分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為50-2200微米。
實施例A6
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO20重量份）中進行紡絲：擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。將上述所得纖維置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中5分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維，進行測試，測試結果見圖9。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為50-1200微米。
實施例A7
將10克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於25克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為40微米，紡錘節結構單元徑向高度為50-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為70-250微米，紡錘節間間距為50-2800微米。
實施例A8
將10克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（製備方法同實施例A1，但選擇篩分後平均粒子尺寸在40微米的羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠樣品），分散於40克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為34微米，紡錘節結構單元徑向高度為45-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為50-3000微米。
實施例A9
將10克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於40克1,4-二氧六環（DMSO）中，在70℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.40米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為40微米，紡錘節結構單元徑向高度為45-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為60-3000微米。
實施例A10
將10克聚乙烯醇（PVA CP1000，購自可樂麗公司，聚合度約為400，醇解度約為70%）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A8），分散於40克1,4-二氧六環（DMSO）中，在60℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.30米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為40微米，紡錘節結構單元徑向高度為45-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-250微米，紡錘節間間距為80-3500微米。
實施例A11
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克丁腈噴霧乾燥粉末橡膠，分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為30微米，紡錘節結構單元徑向高度為60-130微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為70-300微米，紡錘節間間距為50-3000微米。
上述丁腈噴霧乾燥粉末橡膠的制法：將1kg固含量45%的丁腈橡膠膠乳，蘭化生產，置於一容器中，在攪拌下滴加三羥甲基丙烷三丙烯酸酯15g，滴加完成後繼續攪拌一小時，之後用鈷源照射，劑量為2.5Mrad，劑量率為50Gy/min，輻射後的膠乳通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140℃-160℃，出口溫度為60℃-70℃，收集乾燥後的丁腈橡膠粉末，經過篩分，得到平均粒子尺寸為60微米的丁腈噴霧乾燥粉末橡膠樣品用於本實施例。
實施例A12
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克丁腈噴霧乾燥粉末橡膠（製備方法同實施例A11，但選擇體積篩分後平均粒子尺寸在15微米的丁腈噴霧乾燥粉末橡膠樣品），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.006毫升/分鐘，噴絲頭型號為30G（圓形，直徑為160微米），收絲速率為0.6米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為15微米，紡錘節結構單元徑向高度為20-50微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為20-150微米，紡錘節間間距為120-3700微米。
實施例A13
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克丁腈噴霧乾燥粉末橡膠（製備方法同實施例A11，但選擇體積篩分後平均粒子尺寸在90微米的丁腈噴霧乾燥粉末橡膠樣品），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（圓形，直徑為410微米），收絲速率為0.15米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為50微米，紡錘節結構單元徑向高度為80-150微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為80-400微米，紡錘節間間距為150-3200微米。
實施例A14
將8克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克丁腈噴霧乾燥粉末橡膠（製備方法同實施例A11，但選擇體積篩分後平均粒子尺寸在30微米的丁腈噴霧乾燥粉末橡膠樣品），分散於42克水中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（硫酸鈉水溶液，420g/L）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為28微米，紡錘節結構單元徑向高度為30-80微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為30-200微米，紡錘節間間距為60-2500微米。
實施例A15
將8克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克丁腈噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A12），分散于42克水中，在85℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（硫酸鈉水溶液，420g/L）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.6米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為22微米，紡錘節結構單元徑向高度為30-80微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為30-200微米，紡錘節間間距為120-4000微米。
實施例A16
將8克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克羧基丁腈噴霧乾燥粉末橡膠，分散於42克水中，在 90℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（硫酸鈉水溶液，420g/L）中進行紡絲：實際擠出速率為0.06毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為24微米，紡錘節結構單元徑向高度為30-80微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為30-200微米，紡錘節間間距為160-3200微米。
上述羧基丁腈噴霧乾燥粉末橡膠的制法：將1kg固含量45%的羧基丁腈膠乳（蘭化生產，牌號XNBRL）置於一容器中，在攪拌下滴加丙烯酸異辛酯13.5g，滴加完成後繼續攪拌一小時，之後用鈷源照射，劑量為2.5Mrad，劑量率為50Gy/min，輻射後的膠乳通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140℃-160℃，出口溫度為60℃-70℃，收集乾燥後的羧基丁腈橡膠粉末，經過篩分，得到平均粒子尺寸為30微米的羧基丁腈噴霧乾燥粉末橡膠樣品用於本實施例。
實施例A17
將10克聚丙烯腈（購自Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司，重均分子量為150000）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A1），分散於40克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在50℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 50重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為35微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為90-3100微米。
實施例A18
將10克聚對苯二甲醯對苯二胺（重均分子量為60000）、1克羧基丁苯噴霧乾燥粉末橡膠（同實施例A8），分散於40克98%硫酸中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為27G（圓形，直徑為210微米），收絲速率為1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為25微米，紡錘節結構單元徑向高度為40-100微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為200-4500微米。
實施例A19
將10克聚氨酯（購自山東東辰工程塑料有限公司，牌號WANTHANE®WHT-8170）、1克噴霧乾燥粉末天然橡膠，分散於30克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 40重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為28G（圓形，直徑為180微米），收絲速率為1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的纖維主體的直徑為27微米，紡錘節結構單元徑向高度為45-120微米，所述紡錘節結構單元的軸向長度為50-220微米，紡錘節間間距為180-3600微米。
上述噴霧乾燥天然橡膠粉末的制法：將1kg固含量60%的天然橡膠膠乳（北京乳膠廠提供）置於一容器中，在攪拌下滴加三羥甲基丙烷三丙烯酸酯30g，滴加完成後繼續攪拌一小時，之後用鈷源照射，劑量為15Mrad，劑量率為50Gy/min，輻射後的膠乳通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140℃-160℃，出口溫度為60℃-70℃，收集乾燥後的天然橡膠粉末，經過篩分，得到平均粒子尺寸為50微米的噴霧乾燥天然橡膠粉末樣品用於本實施例。
實施例2
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.1克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為40-75微米，軸向長度為50-400微米，紡錘節間間距為60-1000微米。對上述纖維進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為154±15MPa。
實施例3
將6克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.9克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的6倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為35-80微米，軸向長度為50-450微米，紡錘節間間距為70-2000微米。
實施例4
將6克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.9克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的12倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為15微米，紡錘節徑向高度為40-70微米，軸向長度為50-350微米，紡錘節間間距為90-2000微米。
實施例5
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在70℃下加熱攪拌4小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為40-70微米，軸向長度為50-400微米，紡錘節間間距為70-2000微米。
實施例6
將8克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、0.8克二氧化矽多孔微球（50微米，購自microspheres-nanospheres，平均孔徑為10nm，孔隙率為20-40%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在75℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為30微米，紡錘節徑向高度為60-80微米，軸向長度為80-400微米，紡錘節間間距為110-3300微米。
實施例7
將8克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.8克二氧化矽多孔微球（75微米，購自microspheres-nanospheres，平均孔徑為10nm，孔隙率為20-40%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在75℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.04毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.05米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為50微米，紡錘節徑向高度為80-100微米，軸向長度為120-500微米，紡錘節間間距為130-3000微米。
實施例8
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克二氧化矽多孔微球（50微米，購自microspheres-nanospheres，平均孔徑為10nm，孔隙率為20-40%），分散於43克水中，在75℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入硫酸鈉水溶液（420克/升）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘，水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為28微米，紡錘節徑向高度為60-90微米，軸向長度為120-460微米，紡錘節間間距為130-3700微米。
實施例9
將10克聚丙烯腈（購自Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司，重均分子量為150000）、1.5克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於40克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在60℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 50重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在95℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為40-80微米，軸向長度為80-380微米，紡錘節間間距為90-2600微米。
實施例10
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.35克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為24微米，紡錘節徑向高度為37-70微米，軸向長度為50-350微米，紡錘節間間距為200-4000微米。
實施例11
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.8克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的6倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為24微米，紡錘節徑向高度為45-90微米，軸向長度為70-550微米，紡錘節間間距為70-800微米。
實施例12
將10克聚氨酯（購自山東東辰工程塑料有限公司，牌號WANTHANE®WHT-8170）、1.5克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於30克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 40重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；進行拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的主體直徑為26微米，紡錘節徑向高度為35-77微米，軸向長度為60-400微米，紡錘節間間距為220-2600微米。
實施例B1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維，進行測試，測試結果見圖2和圖3。所得纖維的主體直徑為26微米，紡錘節徑向高度為55-120微米，軸向長度為100-500微米，紡錘節間間距為80-2000微米。
實施例B2
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.4克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為60-130微米，軸向長度為90-500微米，紡錘節間間距為70-1500微米。進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為300±34MPa。
實施例B3
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.1克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在70℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維，進行測試，測試結果見圖4。所得纖維的主體直徑為26微米，紡錘節徑向高度為60-120微米，軸向長度為100-520微米，紡錘節間間距為70-1000微米。進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為185±20MPa。
實施例B4
將8克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.8克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑40-70埃, 孔隙率為40-60%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在95℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為17微米，紡錘節徑向高度為55-90微米，軸向長度為80-350微米，紡錘節間間距為100-2500微米。
實施例B5
將7克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、1.05克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在75℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為40-80微米，軸向長度為80-350微米，紡錘節間間距為100-2500微米。
實施例B6
將7克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、1.75克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑40-70埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在85℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為40-80微米，軸向長度為90-370微米，紡錘節間間距為100-1500微米。
實施例B7
將8克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.8克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，100-200目，孔徑80-100埃, 孔隙率為40-60%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在90℃下加熱攪拌4小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02 毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為52微米，紡錘節徑向高度為80-180微米，軸向長度為170-500微米，紡錘節間間距為110-3000微米。
實施例B8
將8克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、1.6克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，100-200目，孔徑80-100埃, 孔隙率為40-60%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在90℃下加熱攪拌4小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02 毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為53微米，紡錘節徑向高度為80-185微米，軸向長度為165-510微米，紡錘節間間距為105-1800微米。
實施例B9
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克水中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入硫酸鈉水溶液（420克/升）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在165℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為30微米，紡錘節徑向高度為60-120微米，軸向長度為90-400微米，紡錘節間間距為150-4000微米。
實施例B10
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.4克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克水中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入硫酸鈉水溶液（420克/升）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在165℃下進行熱拉伸至原有長度的6倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為18微米，紡錘節徑向高度為40-80微米，軸向長度為70-350微米，紡錘節間間距為120-2500微米。
實施例B11
將10克聚丙烯腈（購自Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司，重均分子量為150000）、1.5克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑40-70埃, 孔隙率為40-60%），分散於40克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在50℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 80重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在95℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為55-100微米，軸向長度為100-450微米，紡錘節間間距為70-2500微米。
實施例B12
將8克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、0.8克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在75℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在170℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為20微米，紡錘節徑向高度為38-80微米，軸向長度為100-300微米，紡錘節間間距為100-3000微米。
實施例B13
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.35克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，200-300目，孔徑20-30埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為52-110微米，軸向長度為80-430微米，紡錘節間間距為100-3800微米。
實施例B14
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.8克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑40-70埃, 孔隙率為40-60%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為42-90微米，軸向長度為80-630微米，紡錘節間間距為80-900微米。
實施例B15
將5克聚氨酯（購自山東東辰工程塑料有限公司，牌號WANTHANE®WHT-8170）、1克柱層析矽膠（購自青島基億達矽膠試劑有限公司，300-400目，孔徑40-70埃, 孔隙率為40-60%），分散於15克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 40重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.5米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；進行拉伸至原有長度的8倍，獲得具有集水特性的類蜘蛛絲的聚合物纖維。所得纖維的主體直徑為24微米，紡錘節徑向高度為38-79微米，軸向長度為78-520微米，紡錘節間間距為150-2300微米。
實施例C1
將6克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、0.9克碳多孔微球，分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.012毫升/分鐘，噴絲頭型號為30G（直徑為180微米），收絲速率為0.3米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為15微米，紡錘節徑向高度為20-40微米，軸向長度為50-200微米，紡錘節間間距為200-2500微米。
上述碳多孔微球的制法：將105克經輻照交聯後、固含量為47%的苯丙膠乳（燕山石化生產）置於一容器中，在攪拌下加入吡咯4.95克、聚乙烯吡咯烷酮（6克）水溶液72毫升，滴加完成後緩慢加入六水合氯化鐵（0.03克）水溶液48毫升、對甲苯磺酸（7.02克）水溶液240毫升、過氧化氫（12.54克）水溶液360毫升水，繼續冰水浴攪拌48小時，通過噴霧乾燥器噴霧乾燥，噴霧乾燥器的進口溫度為140-160℃，出口溫度為60-70℃，收集乾燥後的聚吡咯-苯丙粉末橡膠，經過600℃碳化3小時，經過篩分，得到粒子尺寸在5-30微米、孔徑為5-10埃，孔隙率為30-40%的碳多孔微球樣品用於本實施例。
實施例C2
將6克聚乙烯醇（PVA 1788，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為88%）、0.9克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米，孔隙率為20-50%），分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.01毫升/分鐘，噴絲頭型號為30G（直徑為180微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的12倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為15微米，紡錘節徑向高度為35-50微米，軸向長度為50-300微米，紡錘節間間距為200-2700微米。
實施例C3
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克聚苯乙烯多孔微球（購自輝質生物，平均粒子尺寸為60微米，孔徑為20-50奈米, 孔隙率為20-30%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在70℃下加熱攪拌4小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維，進行測試，測試結果見圖10。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為70-90微米，軸向長度為110-480微米，紡錘節間間距為90-2400微米。
實施例C4
將8克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.2克聚苯乙烯多孔微球（購自輝質生物，平均粒子尺寸為60微米，孔徑為20-50奈米，孔隙率為20-30%），分散於42克1,4-二氧六環（DMSO）中，在90℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為28微米，紡錘節徑向高度為70-90微米，軸向長度為100-400微米，紡錘節間間距為70-3000微米。
實施例C5
將8克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、1.2克聚苯乙烯多孔微球（購自輝質生物，平均粒子尺寸為80微米，孔徑為20-50奈米，孔隙率為20-30%），分散於42克水中，在90℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（硫酸鈉水溶液，420g/L）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為90-140微米，軸向長度為150-450微米，紡錘節間間距為70-3000微米。
實施例E1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克分子篩（購自阿拉丁，80-100目，孔徑5埃, 孔隙率為40-50%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在85℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.08毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的6倍後，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為80微米，紡錘節徑向高度為140-210微米，軸向長度為200-650微米，紡錘節間間距為100-3000微米。
實施例C6
將10克聚丙烯腈（購自Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司，重均分子量為150000）、1.5克聚苯乙烯多孔微球（購自輝質生物，平均粒子尺寸為60微米，孔徑為20-50奈米, 孔隙率為20-30%），分散於40克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在60℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF50重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在95℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為70-95微米，軸向長度為120-400微米，紡錘節間間距為100-2800微米。
實施例C7
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.8克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米, 孔隙率為20-50%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維，進行測試。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為41-76微米，軸向長度為80-510微米，紡錘節間間距為70-1100微米。
實施例C8
將10克聚氨酯（購自山東東辰工程塑料有限公司，牌號WANTHANE®WHT-8170）、1.5克二氧化矽多孔微球（同實施例1），分散於30克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 40重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；進行拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為26微米，紡錘節徑向高度為35-77微米，軸向長度為60-400微米，紡錘節間間距為220-2600微米。
實施例D1
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.05克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米, 孔隙率為20-50%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為23微米，紡錘節徑向高度為40-60微米，軸向長度為70-400微米，紡錘節間間距為90-2600微米。進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為316±16MPa。
實施例D2
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、2.1克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米，孔隙率為20-50%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為25微米，紡錘節徑向高度為35-60微米，軸向長度為80-430微米，紡錘節間間距為60-1300微米。
實施例D3
將6克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.9克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米，孔隙率為20-50%）分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌3小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為22微米，紡錘節徑向高度為33-55微米，軸向長度為70-450微米，紡錘節間間距為70-2600微米。
實施例D4
將6克聚乙烯醇（PVA 2499，阿拉丁，聚合度為2400，醇解度為99%）、0.9克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米，孔隙率為20-50%），分散於44克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為16微米，紡錘節徑向高度為40-70微米，軸向長度為90-350微米，紡錘節間間距為90-2400微米。
實施例D5
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.7克聚苯乙烯多孔微球（購自輝質生物，平均粒子尺寸為60微米，孔徑為20-50奈米，孔隙率為20-30%），分散于43克水中，在75℃下加熱攪拌4小時，獲得均勻的紡絲原液。在45℃條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入硫酸鈉水溶液（420克/升）中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的8倍後，置於交聯液（11.48克98%濃硫酸、3.5克硫酸鈉、4.16克50%戊二醛水溶液，定容得的50毫升水溶液）中10分鐘。水洗、乾燥、收集，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為29微米，紡錘節徑向高度為70-90微米，軸向長度為100-400微米，紡錘節間間距為140-2900微米。
實施例D6
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、0.35克聚苯乙烯多孔微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米，孔隙率為20-50%），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入甲醇中進行紡絲：實際擠出速率為0.02毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.1米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在180℃下進行熱拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為24微米，紡錘節徑向高度為34-60微米，軸向長度為70-300微米，紡錘節間間距為180-4100微米。
實施例D7
將10克聚氨酯（購自山東東辰工程塑料有限公司，牌號WANTHANE®WHT-8170）、1克聚苯乙烯微球（IPE-PST30，購自國家生化工程技術研究中心，平均粒子尺寸為30微米，孔徑為20-120奈米, 孔隙率為20-50%），分散於30克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 40重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（直徑為260微米），收絲速率為0.4米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；進行拉伸至原有長度的10倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為27微米，紡錘節徑向高度為35-80微米，軸向長度為60-300微米，紡錘節間間距為170-3200微米。
實施例E2
將10克聚丙烯腈（購自Sigma-Aldrich西格瑪奧德里奇(上海)貿易有限公司，重均分子量為150000）、1克分子篩（購自阿拉丁，80-100目，孔徑5埃, 孔隙率為40-50%），分散於40克N，N-二甲基甲醯胺（DMF）中，在50℃下加熱攪拌5小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（水和DMF的混合溶液，按水100重量份計，DMF 80重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.05毫升/分鐘，噴絲頭型號為22G（直徑為410微米），收絲速率為0.2米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘；經過充分乾燥、收集，得到初生纖維；在95℃下進行熱拉伸至原有長度的5倍，獲得類蜘蛛絲纖維。所得纖維的主體直徑為60微米，紡錘節徑向高度為150-200微米，軸向長度為200-630微米，紡錘節間間距為90-3500微米。
實施例F
將7克聚乙烯醇（PVA 1799，阿拉丁，聚合度為1700，醇解度為99%）、1.4克玻璃微球（購自蘇州華尼西化工有限公司，無孔實心玻璃微球，15-30微米），分散於43克1,4-二氧六環（DMSO）中，在80℃下加熱攪拌2小時，獲得均勻的紡絲原液。在室溫條件下，將上述紡絲原液通過蠕動泵擠入凝固浴（甲醇和DMSO的混合溶液，按甲醇100重量份計，DMSO 20重量份）中進行紡絲：實際擠出速率為0.01 毫升/分鐘，噴絲頭型號為25G（圓形，直徑為260微米），收絲速率為0.42米/分鐘，纖維在凝固浴中至少5分鐘。所得到的纖維在空氣中經過充分乾燥後，收集，得到類蜘蛛絲的聚合物纖維，進行機械性能測試，其拉伸斷裂強度為54±10MPa。
經接觸角測量儀觀測，對於所有根據本發明的實施例得到的類蜘蛛絲的聚合物纖維，在高濕度情況下，纖維表面上都首先無規則形成小液滴，隨後液滴由紡錘節結構周圍向中心凸起處定向移動，形成大液滴。而對於根據對比例A1的純聚乙烯醇纖維，在高濕度的情況下，纖維表面上首先無規則形成小液滴，但是隨後液滴沒有發生定向移動。
1‧‧‧紡錘節結構單元b‧‧‧軸向長度2‧‧‧纖維主體c‧‧‧直徑a‧‧‧徑向高度d‧‧‧間距
本發明之其他的特徵及功效，將於參照圖式的實施方式中清楚地呈現，其中： 圖1為實施例1製得的基於二氧化矽多孔微球的類蜘蛛絲的聚合物纖維的光學顯微鏡照片； 圖2為實施例B1製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的光學顯微鏡照片； 圖3為實施例B1製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維無紡錘節處的光學顯微鏡照片； 圖4為實施例B3製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的光學顯微鏡照片； 圖5為實施例A1製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的掃描電子顯微鏡照片； 圖6為實施例A2製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的掃描電子顯微鏡照片； 圖7為實施例A3製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的掃描電子顯微鏡照片； 圖8為對比例A1製得的純聚乙烯醇纖維的掃描電子顯微鏡照片； 圖9為實施例A6製得的類蜘蛛絲的聚合物纖維的集水光學照片（圖片順序：由左到右、由上到下）；及 圖10為實施例C3製得的基於聚苯乙烯多孔微球的類蜘蛛絲聚合物纖維的光學顯微鏡照片。 圖1中顯示，纖維具有間隔分佈的紡錘節結構，紡錘節中顏色較深部分即為二氧化矽微球，其透光性較弱，而紡錘節的形成即為微球的影響。 圖2和圖3均為實施例B1得到的樣品的照片。圖2為紡錘節結構處的照片，圖3選取的是較長的一段在相鄰的兩個紡錘節之間的純纖維的照片，因此在圖3中並沒有紡錘節出現。如圖3所示，在顯微鏡下觀察，該段纖維表面平順、光滑。 圖2和圖4中顯示，由於非球形多孔微粒的存在，形成了紡錘節結構，紡錘節中顏色較深部分即為添加劑，其透光性較弱，呈現非球形的各種不規則形狀。 圖1、圖2和圖4分別顯示了在不同多孔微粒添加量的情況下，獲得的纖維的微觀結構，包括紡錘節結構的大小、分佈。隨著多孔微粒添加量提高，紡錘節結構尺寸變大、且更加密集。因此，可以通過調控多孔微粒的尺寸、加入量，獲得不同結構的纖維。 圖5-7分別顯示了在不同粉末橡膠添加量的情況下，獲得的纖維的微觀結構，包括紡錘節結構（紡錘節）的大小、分佈。隨著粉末橡膠添加量提高，紡錘節結構尺寸變大、且更加密集。因此，可以通過調控粉末橡膠的尺寸、加入量，獲得不同結構的纖維。圖8作為對比例，表明在無粉末橡膠加入的情況下，並沒有紡錘節結構的存在。 從圖9可見，在水汽凝結的過程中，纖維表面首先無序形成小水珠，由於紡錘節結構的存在，其周圍纖維的曲率半徑發生變化，水珠受到了拉普拉斯壓差，向紡錘節結構移動，加速形成大水珠，降低了比表面積，減少了揮發程度。在其他位置再次形成小水珠後，重複上述情況，加速了水珠彙集，從而可用於水汽收集。 圖10中顯示，纖維在聚苯乙烯微球存在處形成了紡錘節結構，圖片中顏色較深的球形部分，其透光性較弱，而紡錘節的形成即為微球的影響。

Claims (78)

  1. 一種類蜘蛛絲的聚合物纖維，其中所述聚合物纖維包含基體聚合物和分散在其中的微粒添加劑，所述微粒具有0.1-1000微米的平均粒子尺寸，並且所述聚合物纖維具有包含纖維主體和在纖維主體上間隔分佈的紡錘節結構單元的類蜘蛛絲的微觀結構，其中所述紡錘節結構單元包含所述微粒，並且紡錘節結構單元的徑向高度大於纖維主體的直徑，其中，所述微粒為多孔微粒或由納米粒子形成的團聚體。
  2. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述紡錘節結構單元的徑向高度為10-300微米；軸向長度為10-1000微米；間距為10-5000微米。
  3. 如請求項2所述的聚合物纖維，其特徵在於所述紡錘節結構單元的徑向高度為30-150微米。
  4. 如請求項2所述的聚合物纖維，其特徵在於所述紡錘節結構單元的軸向長度為100-300微米。
  5. 如請求項2所述的聚合物纖維，其特徵在於所述紡錘節結構單元的間距為100-1000微米。
  6. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述纖維主體的直徑為5-250微米。
  7. 如請求項6所述的聚合物纖維，其特徵在於所述纖維主體的直徑為10-150微米。
  8. 如請求項6所述的聚合物纖維，其特徵在於所述纖維主體的直徑為20-50微米。
  9. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含1-50重量%的所述微粒添加劑，基於纖維基體聚合物的重量計。
  10. 如請求項1的聚合物纖維，其特徵在於所述微粒具有0.5-200微米的平均粒子尺寸。
  11. 如請求項10的聚合物纖維，其特徵在於所述微粒具有10-100微米的平均粒子尺寸。
  12. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含1-50重量%的多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  13. 如請求項12所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含3-40重量%的多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  14. 如請求項12所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  15. 如請求項12所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  16. 如請求項12所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-20重量%的多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  17. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於多孔微粒的孔隙率為10-80%，並且多孔微粒的孔徑為0.1-200奈米，所 述孔隙率和孔徑依據標準GB/T21650測得。
  18. 如請求項17所述的聚合物纖維，其特徵在於多孔微粒的孔隙率為20-50%，依據標準GB/T21650測得。
  19. 如請求項17所述的聚合物纖維，其特徵在於多孔微粒的孔徑為1-50奈米，依據標準GB/T21650測得。
  20. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述多孔微粒是球形多孔微粒。
  21. 如請求項20所述的聚合物纖維，其特徵在於所述球形多孔微粒的平均粒子尺寸為10-150微米。
  22. 如請求項21所述的聚合物纖維，其特徵在於所述球形多孔微粒的平均粒子尺寸為20-100微米。
  23. 如請求項20所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含1-49重量%的球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  24. 如請求項23所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含3-40重量%的球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  25. 如請求項23所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  26. 如請求項23所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  27. 如請求項20所述的聚合物纖維，其特徵在於所述球形多孔 微粒選自二氧化矽多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸鈣多孔微球、環氧樹脂多孔微球、聚乳酸多孔微球、酚醛樹脂多孔微球、殼聚糖多孔微球、碳多孔微球、羥基磷灰石多孔微球、明膠多孔微球、金屬多孔微球及其組合。
  28. 如請求項27所述的聚合物纖維，其特徵在於所述多孔微粒是二氧化矽多孔微球，並且所述聚合物纖維包含1-45重量%的二氧化矽多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  29. 如請求項28所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的二氧化矽多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  30. 如請求項28所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的二氧化矽多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  31. 如請求項27所述的聚合物纖維，其特徵在於所述多孔微粒是聚苯乙烯多孔微球，並且所述聚合物纖維包含1-46重量%的聚苯乙烯多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  32. 如請求項31所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的聚苯乙烯多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  33. 如請求項31所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的聚苯乙烯多孔微球，基於纖維基體聚合物的重量計。
  34. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述多孔微粒是非球形多孔微粒。
  35. 如請求項34所述的聚合物纖維，其特徵在於所述非球形多孔微粒的平均粒子尺寸為60-12500目，使用篩分法進行測定。
  36. 如請求項35所述的聚合物纖維，其特徵在於所述非球形多孔微粒的平均粒子尺為80-1250目，使用篩分法進行測定。
  37. 如請求項35所述的聚合物纖維，其特徵在於所述非球形多孔微粒的平均粒子尺寸為80-600目，使用篩分法進行測定。
  38. 如請求項34所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含1-48重量%的非球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  39. 如請求項38所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含3-40重量%的非球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  40. 如請求項38所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的非球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  41. 如請求項38所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的非球形多孔微粒，基於纖維基體聚合物的重量計。
  42. 如請求項34所述的聚合物纖維，其特徵在於所述非球形多孔微粒選自分子篩、柱層析矽膠、非球形聚苯乙烯微粒、非球形二氧化鈦多孔微粒及其組合。
  43. 如請求項42所述的聚合物纖維，其特徵在於所述多孔微粒 是柱層析矽膠，並且所述聚合物纖維包含1-44重量%的柱層析矽膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  44. 如請求項43所述的聚合物纖維，其特徵在於所述柱層析矽膠的平均粒子尺寸為60-400目，通過篩分法測定。
  45. 如請求項44所述的聚合物纖維，其特徵在於所述柱層析矽膠的平均粒子尺寸為80-300目，通過篩分法測定。
  46. 如請求項43所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-30重量%的柱層析矽膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  47. 如請求項46所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含5-25重量%的柱層析矽膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  48. 如請求項1所述的聚合物纖維，其特徵在於所述由奈米粒子形成的團聚體是噴霧乾燥粉末橡膠。
  49. 如請求項48所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含1-50重量%的噴霧乾燥粉末橡膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  50. 如請求項49所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含10-30重量%的噴霧乾燥粉末橡膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  51. 如請求項49所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維包含20-30重量%的噴霧乾燥粉末橡膠，基於纖維基體聚合物的重量計。
  52. 如請求項48所述的聚合物纖維，其特徵在於所述噴霧乾燥 粉末橡膠的平均粒子尺寸為10微米-100微米。
  53. 如請求項52所述的聚合物纖維，其特徵在於所述噴霧乾燥粉末橡膠的平均粒子尺寸為20-50微米。
  54. 如請求項48所述的聚合物纖維，其特徵在於所述噴霧乾燥粉末橡膠是全硫化粉末橡膠。
  55. 如請求項54所述的聚合物纖維，其特徵在於所述噴霧乾燥粉末橡膠選自全硫化粉末天然橡膠、全硫化粉末丁苯橡膠、全硫化粉末羧基丁苯橡膠、全硫化粉末丁腈橡膠、全硫化粉末羧基丁腈橡膠、全硫化粉末聚丁二烯橡膠、全硫化粉末矽橡膠、全硫化粉末氯丁橡膠、全硫化粉末丙烯酸酯橡膠、全硫化粉末丁苯吡橡膠、全硫化粉末異戊二烯橡膠、全硫化粉末丁基橡膠、全硫化粉末聚硫橡膠、全硫化粉末丙烯酸酯-丁二烯橡膠、全硫化粉末聚氨酯橡膠、全硫化粉末氟橡膠、全硫化粉末乙烯-乙烯乙酸酯橡膠等中的至少一種。
  56. 如請求項54所述的聚合物纖維，其特徵在於所述全硫化粉末橡膠的凝膠含量為60重量%以。
  57. 如請求項56所述的聚合物纖維，其特徵在於所述全硫化粉末橡膠的凝膠含量為75重量%以上。
  58. 如請求項56所述的聚合物纖維，其特徵在於所述全硫化粉末橡膠的凝膠含量為80重量%以上。
  59. 如請求項1-11中任一項所述的聚合物纖維，其特徵在於所述纖維的基體聚合物是適合用於濕法紡絲的聚合物。
  60. 如請求項59所述的聚合物纖維，其特徵在於所述纖維的基 體聚合物選自聚丙烯腈、聚氨酯、聚乙烯醇、黏膠纖維、尼龍、纖維素磺酸酯、纖維素醋酸酯、聚氯乙烯、聚間苯二甲醯胺、聚對苯二甲醯對苯二胺及其共混物和共聚物。
  61. 如請求項60所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚間苯二甲醯胺是聚間苯二甲醯間苯二胺。
  62. 如請求項60所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚乙烯醇的聚合度為400-4000；醇解度為55%-99%。
  63. 如請求項62所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚乙烯醇的聚合度為1000-2500。
  64. 如請求項62所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚乙烯醇的醇解度為88%-99%。
  65. 如請求項1-11中任一項所述的聚合物纖維，其特徵在於所述聚合物纖維由包括以下步驟的方法製備而成：(1)將所述纖維的基體聚合物和微粒添加劑分散於溶劑中，直至纖維的基體聚合物溶解於溶劑中形成溶液並且微粒在該溶液中均勻分散，由此得到均勻的紡絲原液；(2)配製相應凝固浴；(3)採用紡絲原液通過如下方式紡絲：將紡絲原液擠入凝固浴中，在凝固並且乾燥後，收集得到初生纖維；及(4)任選地，拉伸初生纖維而得到類蜘蛛絲的聚合物纖維。
  66. 如請求項65所述的聚合物纖維，其特徵在於所述微粒是多孔微粒並且進行步驟(4)的拉伸。
  67. 一種聚合物纖維的製備方法，該聚合物纖維是如請求項 1-64中任一項所述的聚合物纖維，其特徵在於該方法包括以下步驟：(1)將所述纖維的基體聚合物和微粒添加劑分散於溶劑中，直至纖維的基體聚合物溶解於溶劑中形成溶液並且微粒在該溶液中均勻分散，由此得到均勻的紡絲原液；(2)配製相應凝固浴；(3)採用紡絲原液通過如下方式紡絲：將紡絲原液擠入凝固浴中，在凝固並乾燥後，收集得到初生纖維；及(4)任選地，拉伸初生纖維而得到類蜘蛛絲的聚合物纖維。
  68. 如請求項67所述的方法，其特徵在於所述微粒是多孔微粒並且進行步驟(4)的拉伸。
  69. 如請求項68所述的方法，其特徵在於在步驟(1)中，以溶劑用量為100重量份計，所述纖維的基體聚合物的用量為5-50重量份。
  70. 如請求項67所述的方法，其特徵在於在步驟(1)中，所述溶劑選自1，4-二氧六環、N,N-二甲基甲醯胺、四氫呋喃、水、硫酸及其組合。
  71. 如請求項67所述的方法，其特徵在於在步驟(2)中，所述凝固浴選自硫酸鈉水溶液、甲醇、乙酸乙酯、水、1，4-二氧六環、N，N-二甲基甲醯胺及其組合。
  72. 如請求項67所述的方法，其特徵在於所述纖維的基體聚合物為聚乙烯醇，所述溶劑為1，4-二氧六環，所述凝固浴選自甲醇、乙酸乙酯以及由甲醇和1，4-二氧六環組成的 二元溶液。
  73. 如請求項67所述的方法，其特徵在於該方法還包括以下交聯步驟(5)：將在步驟(3)或(4)中所製得的纖維在交聯液中浸泡，水洗，乾燥，並收集得到的產物。
  74. 如請求項73所述的方法，其特徵在於所述纖維的基體聚合物為聚乙烯醇，並且所述交聯液為由以下物質形成的水溶液：酸類和醛類；和，任選地，硫酸鈉。
  75. 如請求項74所述的方法，其特徵在於所述酸類為無機酸，選自鹽酸和硫酸及其組合。
  76. 如請求項74所述的方法，其特徵在於所述醛類選自甲醛和戊二醛及其組合。
  77. 一種用作集水材料或用於製備集水材料的用途，其中使用如請求項1-66中任一項所述的聚合物纖維或由請求項67-76中任一項所述的方法製備的聚合物纖維。
  78. 如請求項77的用途，其特徵在於所述集水材料用於在島嶼、臨海沙漠或多霧山區收集空氣中的水分，或用於將機場、高速公路或燈塔周圍的濃霧驅散或消散。
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