【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】类蜘蛛丝的聚合物纤维、其制备方法及其用途
本专利技术涉及化学仿生
,更具体地说,涉及一种类蜘蛛丝的聚合物纤维、其制备方法及其用途。
技术介绍
水资源是人类社会发展的重要自然资源。地球上的水,尽管数量巨大,但能直接被人们生产和生活利用的却很少,约仅占地球总水量的0.26%。水资源的可持续利用是所有自然资源可持续开发利用中最重要的一个问题。当今,淡水资源紧缺的局面正在逐渐显现。全球80多个国家的约15亿人口面临淡水不足,其中26个国家的3亿人口完全生活在缺水状态。预计到2025年,全世界将有30亿人口缺水,涉及的国家和地区达40多个。淡水资源短缺己经制约社会的发展,解决淡水资源问题迫在眉睫。解决方法可能就依赖于空气(这里集结着12.9万亿吨气态水)。空气可能成为未来人类生活用水的重要“水源”。蜘蛛是自然界中利用空气水源的先驱者之一。当蜘蛛网置于湿润环境中,水汽在其中的捕获丝表面凝结、形成小水滴;而该纤维中存在的周期性的纺锤节结构造成捕获丝的曲率半径发生周期性的变化,产生拉普拉斯压差,导致水滴沿纤维径向方向受力不均,推动水滴 ...
【技术保护点】
一种类蜘蛛丝的聚合物纤维,其中所述聚合物纤维包含基体聚合物和分散在其中的微粒添加剂,所述微粒具有0.1-1000微米的平均粒子尺寸,并且所述聚合物纤维具有包含纤维主体和在纤维主体上间隔分布的纺锤节结构单元的类蜘蛛丝的微观结构,其中所述纺锤节结构单元包含所述微粒,并且纺锤节结构单元的径向高度大于纤维主体的直径。/n
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170701 CN 2017105284183;20170701 CN 201710528419一种类蜘蛛丝的聚合物纤维,其中所述聚合物纤维包含基体聚合物和分散在其中的微粒添加剂,所述微粒具有0.1-1000微米的平均粒子尺寸,并且所述聚合物纤维具有包含纤维主体和在纤维主体上间隔分布的纺锤节结构单元的类蜘蛛丝的微观结构,其中所述纺锤节结构单元包含所述微粒,并且纺锤节结构单元的径向高度大于纤维主体的直径。
根据权利要求1所述的聚合物纤维,其特征在于所述纺锤节结构单元的径向高度为10-300微米,优选为20-200微米,更优选为30-150微米;轴向长度为10-1000微米,优选为20-700微米,更优选40-300微米,更优选为100-300微米;间距为10-5000微米,优选为50-3000微米,更优选为100-1000微米。
根据权利要求1所述的聚合物纤维,其特征在于所述纤维主体的直径为5-250微米,优选为5-200微米,更优选为10-150微米,更优选10-100微米,更优选为20-50微米。
根据权利要求1所述的聚合物纤维,其特征在于所述聚合物纤维包含1-50%重量%的所述微粒添加剂,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求1的聚合物纤维,其特征在于所述微粒具有0.5-200微米,优选10-100微米的平均粒子尺寸。
根据权利要求1-5中任一项所述的聚合物纤维,其特征在于所述微粒为实心微粒、多孔微粒或由纳米粒子形成的团聚体。
根据权利要求6所述的聚合物纤维,其特征在于所述聚合物纤维包含1-50重量%,优选3-40重量%,更优选为5-30重量%,最优选为5-25重量%,再更优选5-20重量%的多孔微粒,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求6所述的聚合物纤维,其特征在于多孔微粒的孔隙率为10-80%,优选为20-60%,更优选为20-50%,并且多孔微粒的孔径为0.1-200纳米,优选为0.5-150纳米,更优选为1-50纳米,所述孔隙率和孔径依据标准GB/T21650测得。
根据权利要求6所述的聚合物纤维,其特征在于所述多孔微粒是球形多孔微粒,所述球形多孔微粒的平均粒子尺寸优选为10-150微米,更优选为20-100微米。
根据权利要求9所述的聚合物纤维,其特征在于所述聚合物纤维包含1-49重量%,优选为3-40重量%,更优选为5-30重量%,最优选为5-25重量%的球形多孔微粒,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求9所述的聚合物纤维,其特征在于所述球形多孔微粒选自二氧化硅多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸钙多孔微球、环氧树脂多孔微球、聚乳酸多孔微球、酚醛树脂多孔微球、壳聚糖多孔微球、碳多孔微球、羟基磷灰石多孔微球、明胶多孔微球、金属多孔微球及其组合,优选为选自二氧化硅多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸钙多孔微球、环氧树脂多孔微球、聚乳酸多孔微球、酚醛树脂多孔微球、壳聚糖多孔微球、碳多孔微球及其组合,更优选为选自二氧化硅多孔微球、聚苯乙烯多孔微球、碳酸钙多孔微球、碳多孔微球及其组合。
根据权利要求11所述的聚合物纤维,其特征在于所述多孔微粒是二氧化硅多孔微球,并且所述聚合物纤维包含1-45重量%,优选为3-40重量%,更优选为5-30重量%,再更优选为5-25重量%的二氧化硅多孔微球,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求11所述的聚合物纤维,其特征在于所述多孔微粒是聚苯乙烯多孔微球,并且所述聚合物纤维包含1-46重量%,优选为3-40重量%,更优选为5-30重量%,最优选为5-25重量%的聚苯乙烯多孔微球,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求6所述的聚合物纤维,其特征在于所述多孔微粒是非球形多孔微粒,所述非球形多孔微粒的平均粒子尺寸优选为60-12500目,更优选为80-1250目,更优选为80-600目,使用筛分法进行测定。
根据权利要求14所述的聚合物纤维,其特征在于所述聚合物纤维包含1-48重量%,优选为3-40重量%,更优选为5-30重量%,最优选为5-25重量%的非球形多孔微粒,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求14所述的聚合物纤维,其特征在于所述非球形多孔微粒选自分子筛、柱层析硅胶、非球形聚苯乙烯微粒、非球形二氧化钛多孔微粒及其组合,优选为选自分子筛、柱层析硅胶、非球形聚苯乙烯微粒及其组合,更优选为选自柱层析硅胶和非球形聚苯乙烯微粒及其组合。
根据权利要求16所述的聚合物纤维,其特征在于所述多孔微粒是柱层析硅胶,所述柱层析硅胶的平均粒子尺寸优选为60-400目,更优选为60-300目,更优选为80-300目,通过筛分法测定,并且所述聚合物纤维包含1-44重量%,优选为3-40重量%,更优选为5-30重量%,最优选为5-25重量%的柱层析硅胶,基于纤维基体聚合物的重量计。
根据权利要求6所述的聚合物纤维,其特征在于所述由纳米粒子形成的团聚体是喷雾干燥粉末橡胶。
根据权利要求18所述的聚合物纤维,其特征在于所述聚合物纤维包含1-50重量%,优选为10-40重量%,更优选为10-30重量%,再更优选为20-30重量%的喷雾干燥粉末橡胶,基于纤维...
【专利技术属性】
技术研发人员:乔金樑,姜超,戚桂村,张晓红,宋志海,赖金梅,蔡传伦,李秉海,王湘,蒋海斌,张江茹,茹越,高建明,张红彬,韩朋,
申请(专利权)人:中国石油化工股份有限公司,中国石油化工股份有限公司北京化工研究院,
类型:发明
国别省市:北京;11
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