聚乙烯-二氧化硅纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种聚乙烯

【技术实现步骤摘要】
聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及抗污染材料
，具体而言，涉及一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]水面光伏电站是指利用漂浮体支撑光伏组件的新型光伏电站形式，可广泛用于采煤沉陷区、湖泊、水库等水面空间。水面光伏电站不占用耕地，适用水资源丰富、土地资源紧张的地区。水面光伏电站的使用可减少水量蒸发、抑制藻类繁殖、保护水资源。
[0003]水面光伏电站多采用聚乙烯类材料制备浮筒作为支撑材料，例如采用高密度聚乙烯。高密度聚乙烯具有多种优异的性能，如良好的机械强度、良好的耐化学性和热稳定性。然而，由于其固有的疏水性、非润湿性、不存在任何活性官能团和高污垢亲和力。因此，其他生物很容易附着在其表面，增加浮筒重量，并逐渐腐蚀浮筒，造成支撑材料失效，影响水面光伏电站的发电效率和发电成本。
[0004]鉴于此，特提出本专利技术。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用。
[0006]本专利技术是这样实现的：
[0007]第一方面，本专利技术提供一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，包括聚乙烯基体和分散于聚乙烯基体内的二氧化硅纳米颗粒。
[0008]在可选的实施方式中，聚乙烯为高密度聚乙烯。
[0009]优选地，高密度聚乙烯的分子量为300<br/>‑
600万。
[0010]在可选的实施方式中，二氧化硅纳米颗粒与高密度聚乙烯的重量比为0.25～0.5％。
[0011]优选地，二氧化硅纳米颗粒的粒径为100～150nm。
[0012]在可选的实施方式中，聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料的形状包括膜层、板或管道中的任一种。
[0013]第二方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料的制备方法，包括将二氧化硅纳米颗粒和聚乙烯原料在稀释剂中分散并加热熔炼，制得聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒混合液，将聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒混合液凝固制得聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料。
[0014]在可选的实施方式中，加热熔炼包括对密封容器内的聚乙烯原料和二氧化硅纳米颗粒进行油浴加热熔炼。
[0015]优选地，加热熔炼的温度为150～170℃，熔炼时间80～100min，熔炼过程中保持搅拌，且搅拌转速为400～500rpm。
[0016]优选地，油浴包括甲基硅油浴、乙基硅油浴、三氟丙基硅油浴中的任一种。
[0017]在可选的实施方式中，将二氧化硅纳米颗粒和聚乙烯原料在稀释剂中分散包括：先将二氧化硅纳米颗粒分散于稀释剂中，然后再向稀释剂中加入聚乙烯原料。
[0018]优选地，二氧化硅纳米颗粒与稀释剂的质量体积比为1g:10～20mL。
[0019]优选地，稀释剂包括矿物油、液体石蜡中的任一种。
[0020]优选地，将二氧化硅纳米颗粒分散于稀释剂中包括采用超声分散，超声时间为20～40min。
[0021]在可选的实施方式中，凝固包括将聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒混合液浇铸成型后置于常温水浴中凝固。
[0022]优选地，常温水浴的温度为24～30℃。
[0023]在可选的实施方式中，凝固成型后还包括将聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料置于清洗剂中清洗。
[0024]优选地，清洗剂包括丙酮、氢氧化钠和含有1％吐温的丙酮中的任一种。
[0025]第三方面，本专利技术提供一种如前述实施方式任一项的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料或如前述实施方式任一项的制备方法制得的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料在抗污染材料中的应用。
[0026]本专利技术具有以下有益效果：
[0027]本专利技术提供了一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料及其制备方法和应用，通过在聚乙烯中加入二氧化硅纳米颗粒，改变了聚乙烯类材料的孔隙结构，提高了聚乙烯类材料的相对亲水性、力学性能和透水性。由于提高了聚乙烯材料的亲水性，从而避免了聚乙烯材料表面生物的附着，提高了其抗污染能力。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0029]图1为本专利技术实施例1提供的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合膜层的扫描电子显微镜图；
[0030]图2为本专利技术实施例2提供的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合膜层的扫描电子显微镜图；
[0031]图3为本专利技术对比例1提供的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合膜层的扫描电子显微镜图；
[0032]图4为本专利技术对比例2提供的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合膜层的扫描电子显微镜图；
[0033]图5为本专利技术试验例2提供的不同聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合膜层的纯水通量结果图。
具体实施方式
[0034]为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。实施例中未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。
[0035]以下结合实施例对本专利技术的特征和性能作进一步的详细描述。
[0036]第一方面，本专利技术提供一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，包括聚乙烯基体和分散于聚乙烯基体内的二氧化硅纳米颗粒。
[0037]本专利技术通过在聚乙烯中加入二氧化硅纳米颗粒，改变了聚乙烯类材料的孔隙结构，提高了聚乙烯类材料的相对亲水性、力学性能和透水性。由于提高了聚乙烯材料的亲水性，从而避免了聚乙烯材料表面生物的附着，提高了其抗污染能力。
[0038]优选地，二氧化硅纳米颗粒均匀分散于聚乙烯基体内，以保证聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料的整体抗污染能力和整体力学性能的提高。
[0039]在可选的实施方式中，聚乙烯为高密度聚乙烯。高密度聚乙烯具有刚性且韧性好，同时具有高耐化学性和优异的热稳定性等特点。然而，高密度聚乙烯具有的非润湿特性和较弱的生物相容性以及固有的疏水性等特点使得疏水颗粒和蛋白质容易吸附造成其表面污染。因此，专利技术人采用二氧化硅纳米颗粒作为分散的填充材料，可以增加高密度聚乙烯材料的亲水性，降低其吸附蛋白质和疏水颗粒的倾向本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，其特征在于，包括聚乙烯基体和分散于所述聚乙烯基体内的二氧化硅纳米颗粒。2.根据权利要求1所述的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，其特征在于，所述聚乙烯为高密度聚乙烯；优选地，所述高密度聚乙烯的分子量为300～600万。3.根据权利要求2所述的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，其特征在于，所述二氧化硅纳米颗粒与所述高密度聚乙烯的重量比为0.2～0.6％；优选地，所述二氧化硅纳米颗粒的粒径为100～150nm。4.根据权利要求1所述的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料，其特征在于，所述聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料的形状包括膜层、板或管道中的任一种。5.一种如权利要求1～4任一项所述的聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料的制备方法，其特征在于，包括将二氧化硅纳米颗粒和聚乙烯原料在稀释剂中分散并加热熔炼，制得聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒混合液，将所述聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒混合液凝固制得聚乙烯
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二氧化硅纳米颗粒复合材料。6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述加热熔炼包括对密封容器内的聚乙烯原料和二氧化硅纳米颗粒进行油浴加热熔...

【专利技术属性】
技术研发人员：张喜，王松，王瑞琼，杨晨滈，杨彬，罗樟，薛潇，何家骏，邹鹏，周尧，朱元浩，周梦雪，黄昱，李勇志，谢开骥，
申请(专利权)人：江苏河海新能源技术发展有限公司中国科学院重庆绿色智能技术研究院，
类型：发明
国别省市：