【技术实现步骤摘要】
本申请涉及减阻，特别是涉及一种水凝胶减阻制品及其应用。
技术介绍
1、进入21世纪以来，世界各国在海洋权益上的竞争愈发激烈，海洋已经逐渐成为国家间军事竞争的主战场。船舶和水下航行器的减阻可以显著提高航速、降低燃料消耗，具有重要的经济价值和军事价值。船舶和水下航行器在航行过程中需要克服的阻力分别为摩擦阻力、压差阻力和兴波阻力。对于常规船只而言，摩擦阻力约占总阻力的50%；而对于水下航行器，这个比例可高达70%。因此，减小摩擦阻力是实现船舶和水下航行器整体减阻的重要途径。
2、目前，聚合物减阻技术是一种广泛应用于管道运输领域的摩擦减阻技术，通过在流体中加入特定的聚合物添加剂，可以将摩擦阻力降低60%以上。然而，由于聚合物减阻要求壁面附近的流体均为聚合物的溶液，而当船舶在宽广水体中航行时很难达成这一条件，因此从理论上大大提高了聚合物减阻在船舶上应用的难度。据此，目前的聚合物减阻技术在船舶上应用时存在保存难度大、减阻作用效果差等问题。
技术实现思路
1、基于此，本申请提供一种可以吸附在金属表面并缓释减阻剂的水凝胶减阻制品及其应用，能够解决目前的聚合物减阻技术在船舶上应用时存在的保存难度大、减阻作用效果差等问题。
2、本申请的第一方面提供了一种水凝胶减阻制品，包括聚合物水凝胶和减阻剂聚合物，所述聚合物水凝胶包括第一聚合物水凝胶和第二聚合物水凝胶，所述第一聚合物水凝胶包含第一聚合网络，所述第二聚合物水凝胶包含第二聚合网络，所述第一聚合网络与所述第二聚合网络间形成交联互穿
3、在本申请的一些实施方式中，所述网络结构包含多个孔隙；
4、可选地，所述孔隙的尺寸为5μm~20μm。
5、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：
6、（1）所述第一聚合物水凝胶包括聚丙烯酰胺水凝胶、聚丙烯酸钠水凝胶和壳聚糖水凝胶中的至少一种；
7、（2）所述第二聚合物水凝胶包括海藻酸钠水凝胶和聚乙烯醇水凝胶中的至少一种；
8、（3）所述减阻剂聚合物包括聚氧化乙烯、聚环氧乙烷和聚丙烯酰胺中的至少一种。
9、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：
10、（1）所述第一聚合物水凝胶的重均分子量为500万~550万；
11、（2）所述第二聚合物水凝胶的重均分子量为200万~250万。
12、在本申请的一些实施方式中，所述第一聚合物水凝胶的含水量为90%~95%。
13、在本申请的一些实施方式中，所述第二聚合物水凝胶的压缩断裂强度为2mpa~3mpa。
14、在本申请的一些实施方式中，满足如下条件中的至少一者：
15、（1）所述聚合物水凝胶在所述水凝胶减阻制品中的质量占比为99%~99.5%；
16、（2）所述减阻剂聚合物在所述水凝胶减阻制品中的质量占比为0.5%~1%。
17、在本申请的一些实施方式中，所述水凝胶减阻制品的重均分子量为660万以上，可选为660万~700万。
18、在本申请的一些实施方式中，所述水凝胶减阻制品的压缩断裂强度为0.9mpa以上。
19、本申请的第二方面提供了一种本申请第一方面所述的水凝胶减阻制品在船舶中的应用。
20、本申请提供的水凝胶减阻制品中，第一聚合网络与第二聚合网络间形成的交联互穿的网络结构能够吸附并保存减阻剂聚合物，以此实现减阻剂聚合物在金属表面的间接粘附，并使减阻剂聚合物能够得到有效的保存。同时，包含第一聚合网络和第二聚合网络的聚合物水凝胶可以通过化学锚定或物理吸附的方式粘附在金属表面上，使水凝胶减阻制品与金属间具备较强的结合力，延长水凝胶减阻制品在金属表面的附着时间，由此有利于延长减阻剂聚合物减阻效果的发挥时间。在水下流场中，包被在交联互穿的网络结构中的减阻剂聚合物会向外扩散，形成聚合物刷的状态，或者完全释放到水中起到聚合物减阻作用，这两种减阻剂聚合物的存在形式能够协同抑制湍流的产生和发展，进而起到对流体的摩擦减阻效果，使金属与流体间的摩擦阻力得到有效降低。
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1.一种水凝胶减阻制品，其特征在于，包括聚合物水凝胶和减阻剂聚合物，所述聚合物水凝胶包括第一聚合物水凝胶和第二聚合物水凝胶，所述第一聚合物水凝胶包含第一聚合网络，所述第二聚合物水凝胶包含第二聚合网络，所述第一聚合网络与所述第二聚合网络间形成交联互穿的网络结构，所述减阻剂聚合物被包在所述网络结构中。
2.根据权利要求1所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述网络结构包含多个孔隙；
3.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
4.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
5.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述第一聚合物水凝胶的含水量为90%~95%。
6.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述第二聚合物水凝胶的压缩断裂强度为2MPa~3MPa。
7.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
8.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述
9.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述水凝胶减阻制品的压缩断裂强度为0.9MPa以上。
10.一种权利要求1-9任一项所述的水凝胶减阻制品在船舶中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种水凝胶减阻制品，其特征在于，包括聚合物水凝胶和减阻剂聚合物，所述聚合物水凝胶包括第一聚合物水凝胶和第二聚合物水凝胶，所述第一聚合物水凝胶包含第一聚合网络，所述第二聚合物水凝胶包含第二聚合网络，所述第一聚合网络与所述第二聚合网络间形成交联互穿的网络结构，所述减阻剂聚合物被包在所述网络结构中。
2.根据权利要求1所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，所述网络结构包含多个孔隙；
3.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
4.根据权利要求1或2所述的水凝胶减阻制品，其特征在于，满足如下条件中的至少一者：
5.根据权利要求1或2所述的水凝胶减...
【专利技术属性】
技术研发人员：马丽然，梁兆熙，吴天泽，桑潇，张正，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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