專利名稱：一種仿生集水復合編織布及其制備方法和用途的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種仿生集水復合編織布，及其制備方法和用途。
背景技術(shù)：
濃霧是一種氣象災害，它不僅給人們出行帶來不便，有時甚至會造成生命和財產(chǎn)損失，因此，國外一直在開展低成本人工消霧的研究。另一方面，隨著全球氣候變暖和人口的迅猛增加，缺水的問題變得越來越突出。例如在我國，由于地理和氣候的多樣性使得我國很多地區(qū)都長期處于缺水狀態(tài)，這極大地制約了當?shù)氐慕?jīng)濟發(fā)展，特別是西部地區(qū)的發(fā)展。最近，一門新的技術(shù)體系——“霧水工程”正在世界一些國家和地區(qū)里悄然興起?！安鹅F取水”的方法一方面可以減小和消除濃霧所帶來的危害，另一方面可以收集濕空氣中的微小水滴而得到可使用的淡水，因而成為許多國家和地區(qū)，特別是干旱的山區(qū)、沙漠地區(qū)及海島、海輪等解決淡水不足的重要途徑。
現(xiàn)有的“捕霧取水”的方法是采用散熱快的金屬，如鋁，制成表面光潔的圓筒，豎立于多霧的空氣中，在其表面附著的霧很快便凝聚成水，不斷地往下流淌，源源不斷地生成淡水。在沙漠地區(qū)和一般性陸地，晚上濕度大；而在海島及海洋中(如艦船上)，白天和晚上的濕度都很大。在這類地區(qū)，均可因地制宜利用這一原理從霧中取水。
在地處阿塔卡馬沙漠的智利圣地亞哥以北的瓊貢果村，白天氣溫很高，雨水稀少，年降水量僅有400毫米，生產(chǎn)和生活用水十分緊張。但此處是一多霧區(qū)，且濕度很大。人們采用英國專利(UK Patent Application No.0109814.4)公開的方法，在山腰裝置了巨大的霧水轉(zhuǎn)換裝置——網(wǎng)眼極細的塑料纖維巨網(wǎng)，每夜可捕霧取水1萬多升，從而解決了當?shù)厝彼用竦挠盟щy。
而在我國廬山的多霧山區(qū)，人們采用在松樹下放置木桶等簡單方法收集由松針表面聚集的水滴。
美國專利4,536,420中公開了一種由膠體丙烯酸類樹脂和膠體二氧化硅的混合物制得的水濕性涂層，該涂層表面具有開裂的疏水溝槽，且親水區(qū)域面積小于疏水區(qū)域，霧水滴可以先在親水區(qū)域形成水鋪展層，積累后就會再次形成水滴，并匯聚成大液滴，在疏水溝槽中流動，收集得到可使用的淡水。
但是，上述這些方法集水效率都不是很高，而且成本也很高，無法滿足廣大缺水地區(qū)對水的需要。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服了現(xiàn)有技術(shù)的集水效率不高，無法滿足廣大缺水地區(qū)對水的需要，且成本高、不環(huán)保的缺陷，從而提供了一種具有親水區(qū)域和疏水區(qū)域的薄膜結(jié)構(gòu)、可以高效地收集空氣中微小水滴而使之成為可用淡水、并可以除霧的仿生集水復合編織布。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述仿生集水復合編織布的制備方法。
本發(fā)明的再一目的在于提供上述仿生集水復合編織布在收集霧水滴或驅(qū)散濃霧中的用途。
本發(fā)明的目的是通過如下的技術(shù)方案實現(xiàn)的本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布，是從沙漠擬步甲昆蟲的甲殼收集霧水和蜘蛛網(wǎng)能掛露水珠的現(xiàn)象中得到的啟發(fā)，如圖1所示，該復合編織布的表面具有親水區(qū)域和疏水區(qū)域的復合結(jié)構(gòu)，其為由親水和疏水兩種聚合物纖維編織而成的編織布，其緯線由疏水聚合物纖維和親水聚合物纖維以2束∶1束的比例交替形成，經(jīng)線為疏水聚合物纖維；所述的疏水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面光滑平整的纖維，其直徑為2～3mm；所述的親水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面具有很多細小突起的纖維，其直徑為1～2mm所述的疏水聚合物為摻雜二氧化硅的聚氨酯樹脂或聚丙烯樹脂；所述的二氧化硅的平均粒徑為1～100nm，優(yōu)選5～50nm；摻雜量為20～50wt％，優(yōu)選30～40wt％。
所述的親水聚合物是摻雜二氧化鈦的含有酰胺基、羥基或羧基的聚合物，包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、尼龍4或尼龍6，優(yōu)選含丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物；所述的二氧化鈦的平均粒徑為2～100μm，優(yōu)選5～50μm；摻雜量為20～50wt％，優(yōu)選30～40wt％。
本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布中，所述的疏水聚合物纖維或親水聚合物纖維中還可以包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種。
所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(商品名為光穩(wěn)定劑770)，加入量為所述聚合物的1wt％；所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯，加入量小于所述聚合物的0.5wt％；所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，加入量為小于所述聚合物的0.3wt％；所述的抗氧化劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(商品名UltranoxTM226)，加入量為所述聚合物的0.5～1wt％。
本發(fā)明提供一種制備上述仿生集水復合編織布的方法，該方法主要有兩步首先采用熔融紡絲法制備半圓形截面的親水或疏水的聚合物纖維，然后用普通的編織技術(shù)得到復合編織布，具體過程包括如下的步驟1)親水/疏水聚合物纖維的制備將親水聚合物與二氧化鈦顆?；旌暇鶆?，然后加入紡絲機中熔融紡出截面直徑為1～2mm的半圓形的、表面具有很多二氧化鈦顆粒的細小突起的親水聚合物纖維；所述的親水聚合物是含有酰胺基、羥基或羧基的聚合物，包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、尼龍4或尼龍6，優(yōu)選含丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物；所述的二氧化鈦的平均粒徑為2～100μm，優(yōu)選5～50μm；摻雜量為20～50wt％，優(yōu)選30～40wt％；將疏水聚合物與二氧化硅顆?；旌暇鶆?，然后加入紡絲機中熔融紡出截面直徑為2～3mm的半圓形、表面光滑平整的疏水聚合物纖維；所述的疏水聚合物為聚氨酯樹脂或聚丙烯樹脂；所述的二氧化硅的平均粒徑為1～100nm，優(yōu)選5～50nm；摻雜量為20～50wt％，優(yōu)選30～40wt％；2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由疏水聚合物纖維和親水聚合物纖維以2束∶1束的比例交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔1～6mm；編織成2米寬且具有孔徑為1～2mm2微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布。
本發(fā)明提供的上述仿生集水復合編織布的制備方法，還包括在親水或疏水聚合物中加入選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種，然后再熔融紡絲。
所述的紫外線穩(wěn)定劑為雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(商品名為光穩(wěn)定劑770)，加入量為所述聚合物的1wt％所述的紫外線吸收劑為2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯，加入量小于所述聚合物的0.5wt％；所述的臭氧穩(wěn)定劑為苯酚三嗪，加入量為小于所述聚合物的0.3wt％；所述的抗氧化劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(商品名UltranoxTM226)，加入量為所述聚合物的0.5～1wt％。
本發(fā)明提供的上述仿生集水復合編織布可用于收集霧水滴或驅(qū)散濃霧。其具有高效集水或驅(qū)霧的功能，能夠增大空氣中的水滴在復合編織布表面的聚集，同時減少空氣中的水分，從而提高空氣的能見度。在適合的空氣溫度和濕度下，空氣中的濕氣被該復合編織布表面的親水區(qū)域所吸引而迅速鋪展開，隨著水氣的大量鋪展聚集而在疏水表面形成比較大的水滴。當編織布傾斜或垂直安裝時，這些大水滴滾動薄膜板的集水槽中而匯集為可使用的淡水。
本發(fā)明提供一種使用上述仿生集水復合編織布來收集霧水滴或驅(qū)散濃霧的裝置，如圖2所示，包括2根由小電機驅(qū)動的升降桿1，其間由四根水平的流水槽6相連，流水槽的一端連接于引水管2，引水管2接入下面的盛水桶3中；流水槽6之間間距為1米，其間垂直安裝本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布7(裁成1×2m2的布塊)；升降桿1由固定繩4和固定樁5固定。
所述的流水槽為塑料或金屬制作的槽。
所述的引水管為塑料制作的管子。
所述的升降桿的高度為7～10米，間距為10～15米。
當大霧出現(xiàn)時，升降桿通過電動升起，同時帶動流水槽、仿生集水復合編織布和引水管隨之自動伸出；仿生集水復合編織布收集到的淡水流入到流水槽中，并經(jīng)引水管進入盛水桶中；當大霧驅(qū)散后，電動降下升降桿，流水槽、仿生集水復合編織布和引水管隨之落下而進入存放箱中，以避免材料老化。
使用上述仿生集水復合編織布來收集霧水滴或驅(qū)散濃霧的裝置(簡稱集水安裝架)可以一字形安裝在海島(海岸)、高山等迎風緩坡處以及多霧區(qū)建筑物的外墻壁上以收集淡水，也可以兩排或數(shù)排安放，以解決我國許多多霧而缺水地區(qū)的用水問題，有利于這些地區(qū)的生態(tài)保護和改善當?shù)鼐用裆钏健Ｔ跐忪F多發(fā)地區(qū)，也可將其安裝在高速公路兩邊的隔離帶處或飛機場四周的空地處，并適當提高升降桿的長度，可以起到驅(qū)散濃霧和提高空氣能見度的作用，從而大大減少濃霧帶來的經(jīng)濟損失。
本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布，是從沙漠擬步甲昆蟲的甲殼收集霧水和蜘蛛網(wǎng)能掛露水珠的現(xiàn)象中得到的啟發(fā)，如圖1所示，該復合編織布的表面具有親水區(qū)域和疏水區(qū)域的復合結(jié)構(gòu)，且親水區(qū)域的面積小于疏水區(qū)域的面積，疏松的經(jīng)線之間具有孔徑為1～2mm2的微孔，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于1、親水區(qū)域通過規(guī)則的突起增加了親水面積，尤其是使用無機氧化物顆粒摻雜的親水聚合物所形成的突起，其表面又具有更微觀的突起或微孔，更增加了親水區(qū)域的面積，增大了空氣水滴的碰撞幾率和鋪展速度，使得集水的效率得以提高。
2、本發(fā)明所使用的親水聚合物具有良好的戶外穩(wěn)定性；3、本發(fā)明所使用的無機氧化物顆粒具有低成本、親水性優(yōu)良，與聚合物的相容性良好的特性；4、通過添加紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑等，使得本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布不易降解，更為耐用，可延長使用年限；5、該仿生集水復合編織布本身具有良好的疏水/親水性質(zhì)，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角(static contact angle)小于30°，甚至可以小至10°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角超過80°，甚至可以超過110°；6、本發(fā)明的仿生集水復合編織布提供了不同濕度下的集水量、耐久性和經(jīng)濟性。因此宜用于在濱海沙漠、海島、遠洋船只和多霧山區(qū)等，收集空氣中的水滴成為可使用的淡水，以及機場、高速公路、燈塔等周圍的濃霧驅(qū)散和消除。其收集淡水的成本遠低于海水淡化的成本。


圖1是本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布的示意圖；其中A為主視圖，B為左視圖，C為仰視圖；8.親水緯線，9.疏水緯線，10.疏水經(jīng)線；圖2是使用本發(fā)明的仿生集水復合編織布來收集霧水滴或驅(qū)散濃霧的裝置的示意圖；其中，1.升降桿，高度為7米，兩桿間距為10米；2.引水管，3.盛水桶，4.固定繩，5.固定樁，6.流水槽，7.本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布。
具體實施例方式
在以下實施例中進一步說明本發(fā)明的優(yōu)點和其它細節(jié)，但實施例中引用的具體材料和用量以及其它條件和細節(jié)不應該認為是對本發(fā)明進行了不恰當?shù)南拗啤３橇硗庹f明，實施例中的所有溫度均以攝氏度計，所有份數(shù)和百分數(shù)均以重量計。
對所得薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，使用水滴2μL，在德國產(chǎn)dataphisicsOCA-20視頻接觸角測量儀上進行。
實施例11)親水/疏水聚合物纖維的制備將80重量份尼龍4與20重量份平均粒徑為100μm的二氧化鈦顆粒(市售)混合均勻，然后加入普通紡絲機中熔融紡出直徑為1mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面形成很多二氧化鈦顆粒的細小突起。
將80重量份聚丙烯樹脂(市售)與20重量份平均粒徑為100nm二氧化硅顆粒(市售)混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出直徑為2mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面光滑、平整。
2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由兩束疏水聚合物纖維和一束親水聚合物纖維交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔1mm；編織成2米寬且具有1mm2孔徑微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布，其疏水纖維的表面積大于親水纖維。集水使用時將這種編織布裁成1×2m2的布塊。
對該薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角小于15°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角大于110°。
實施例21)親水/疏水聚合物纖維的制備將70重量份聚乙烯吡咯烷酮與30重量份平均粒徑為50μm的二氧化鈦顆粒(市售)混合均勻，然后加入普通紡絲機中熔融紡出直徑為2mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面形成很多二氧化鈦顆粒的細小突起。
將80重量份聚丙烯樹脂與20重量份平均粒徑為50nm二氧化硅顆粒(市售)混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出直徑為3mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面光滑、平整。
2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由四束疏水聚合物纖維和兩束親水聚合物纖維交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔6mm；編織成2米寬且具有孔徑為2mm2微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布，其疏水纖維的表面積大于親水纖維。集水使用時將這種編織布裁成1×2m2的布塊。
對該薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角小于15°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角大于110°。
實施例31)親水/疏水聚合物纖維的制備將90重量份聚甲基丙烯酸甲酯(市售)與10重量份平均粒徑為5μm的二氧化鈦顆粒(市售)混合均勻，然后加入普通紡絲機中熔融紡出直徑為1.5mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面形成很多二氧化鈦顆粒的細小突起。
將90重量份聚氨酯樹脂(市售)與10重量份平均粒徑為5nm二氧化硅顆粒(市售)混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出直徑為2.5mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面光滑、平整。
2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由兩束疏水聚合物纖維和一束親水聚合物纖維交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔3mm編織成2米寬且具有孔徑為2mm2微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布，其疏水纖維的表面積大于親水纖維。集水使用時將這種編織布裁成1×2m2的布塊。
對該薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角小于15°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角大于110°。
實施例41)親水/疏水聚合物纖維的制備
將80重量份尼龍6、20重量份平均粒徑為2μm的二氧化鈦顆粒(市售)和5重量份紫外線穩(wěn)定劑雙(2，2，6，6-四甲基哌啶基)癸二酸酯(商品名為光穩(wěn)定劑770)，混合均勻，然后加入普通紡絲機中熔融紡出直徑為1mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面形成很多二氧化鈦顆粒的細小突起。
將80重量份聚丙烯樹脂與20重量份平均粒徑為1nm二氧化硅顆粒(市售)混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出直徑為2mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面光滑、平整。
2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由兩束疏水聚合物纖維和一束親水聚合物纖維交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔4mm；編織成2米寬且具有1mm2孔徑微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布，其疏水纖維的表面積大于親水纖維。集水使用時將這種編織布裁成1×2m2的布塊。
對該薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角小于15°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角大于110°。
實施例51)親水/疏水聚合物纖維的制備將95重量份聚乙烯醇(市售)、5重量份平均粒徑為40μm的二氧化鈦顆粒(市售)、3重量份紫外線吸收劑2-氰基-3，3-二苯基丙烯酸2-乙基己酯、和6.5重量份抗氧化劑為2，6-二叔丁基-4-甲基苯酚(商品名UltranoxTM226)混合均勻，然后加入普通紡絲機中熔融紡出直徑為2mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面形成很多二氧化鈦顆粒的細小突起。
將85重量份聚氨酯樹脂(市售)、15重量份平均粒徑為40nm二氧化硅顆粒(市售)、和1重量份臭氧穩(wěn)定劑苯酚三嗪混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出直徑為3mm的半圓形截面的纖維，這種纖維的表面光滑、平整。
2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由兩束疏水聚合物纖維和一束親水聚合物纖維交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔1mm；編織成2米寬且具有孔徑為1mm2微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布，其疏水纖維的表面積大于親水纖維。集水使用時將這種編織布裁成1×2m2的布塊。
對該薄膜材料進行靜態(tài)水接觸角實驗，在室溫對3μm的水滴測量，其親水區(qū)域的靜態(tài)接觸角小于15°，而疏水區(qū)域的靜態(tài)接觸角大于110°。
可以在本發(fā)明提供的上述仿生集水復合編織布的親水或疏水聚合物中加入選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種，然后再熔融紡絲。
實施例6本發(fā)明提供的使用實施例1制備的仿生集水復合編織布來收集霧水滴或驅(qū)散濃霧的裝置，如圖2所示，包括2根由小電機驅(qū)動的升降桿1，升降桿的高度為10米，間距為12米。兩桿之間安裝了四根水平的塑料流水槽6，其寬度為15cm，流水槽的間距為1米。流水槽的一端連接于塑料引水管2，其內(nèi)徑為Φ20mm。引水管2接入下面的Φ100×80m3盛水桶3中；流水槽6之間垂直安裝實施例1制備的仿生集水復合編織布7；升降桿1由固定繩4和固定樁5固定。升降桿通過功率為100瓦的電動機驅(qū)動升降，同時帶動流水槽、集水板和引水管隨之升降。
當大霧出現(xiàn)時，升降桿通過電動升起，同時帶動流水槽、仿生集水復合薄膜和引水管隨之自動伸出；仿生集水復合薄膜收集到的淡水流入到流水槽中，并經(jīng)引水管進入盛水桶中；當大霧驅(qū)散后，電動降下升降桿，流水槽、仿生集水復合編織布和引水管隨之落下而進入存放箱中，以避免材料老化。
使用本裝置，在15℃、相對濕度90％的條件下，一個面積為0.5m2的集水復合編織布在一晝夜能集水40～50升淡水，具有比較高的集水效率。
權(quán)利要求
1.一種仿生集水復合編織布，其為由親水和疏水兩種聚合物纖維編織而成的編織布，其緯線由疏水聚合物纖維和親水聚合物纖維以2束∶1束的比例交替形成，經(jīng)線為疏水聚合物纖維；所述的疏水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面光滑平整的纖維，其直徑為2～3mm；所述的親水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面具有很多細小突起的纖維，其直徑為1～2mm。
2.如權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布，其特征在于所述的疏水聚合物為摻雜了20～50wt％、平均粒徑為1～100nm的二氧化硅的聚氨酯樹脂或聚丙烯樹脂。
3.如權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布，其特征在于所述的親水聚合物是摻雜了20～50wt％、平均粒徑為2～100μm的二氧化鈦的含有酰胺基、羥基或羧基的聚合物。
4.如權(quán)利要求1或3所述的仿生集水復合編織布，其特征在于所述的親水聚合物為聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、尼龍4、尼龍6，或含丙烯酸或甲基丙烯酸的共聚物。
5.如權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布，其特征在于所述的疏水聚合物纖維或親水聚合物纖維中還包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種。
6.一種制備權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布的方法，包括如下的步驟1)親水/疏水聚合物纖維的制備將親水聚合物與二氧化鈦顆粒混合均勻，然后加入紡絲機中熔融紡出截面直徑為1～2mm的半圓形的、表面具有很多二氧化鈦顆粒的細小突起的親水聚合物纖維；所述的親水聚合物是含有酰胺基、羥基或羧基的聚合物，所述的二氧化鈦的平均粒徑為2～100μm，摻雜量為20～50wt％；將疏水聚合物與二氧化硅顆?；旌暇鶆颍缓蠹尤爰徑z機中熔融紡出截面直徑為2～3mm的半圓形、表面光滑平整的疏水聚合物纖維；所述的疏水聚合物為聚氨酯樹脂或聚丙烯樹脂；所述的二氧化硅的平均粒徑為1～100nm，摻雜量為20～50wt％；2)制備復合編織布在編制機上，將步驟1)中的制得的兩種聚合物纖維如圖1所示進行編織，其緯線由疏水聚合物纖維和親水聚合物纖維以2束∶1束的比例交替形成，經(jīng)線全部由疏水纖維組成，間隔1～6mm；編織成2米寬且具有1～2mm2孔徑微孔的布，并卷取，得到本發(fā)明的仿生集水復合編織布。
7.如權(quán)利要求6所述的制備方法，還包括在親水或疏水聚合物中加入選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種，然后再熔融紡絲。
8.權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布在收集霧水滴或驅(qū)散濃霧中的用途。
9.一種使用權(quán)利要求1所述的仿生集水復合編織布來收集霧水滴或驅(qū)散濃霧的裝置，包括2根由小電機驅(qū)動的升降桿(1)，其間由四根水平的流水槽(6)相連，流水槽的一端連接于引水管(2)，引水管(2)接入下面的盛水桶(3)中；流水槽(6)之間間距為1米，其間垂直安裝本發(fā)明提供的仿生集水復合編織布(7)；升降桿(1)由固定繩(4)和固定樁(5)固定。
10.如權(quán)利要求9所述的裝置，其特征在于所述的流水槽為塑料或金屬制作的槽；所述的引水管為塑料制作的管子。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種仿生集水復合編織布，其為由親水和疏水兩種聚合物纖維編織而成的編織布，其緯線由疏水聚合物纖維和親水聚合物纖維以2束∶1束的比例交替形成，經(jīng)線為疏水聚合物纖維；所述的疏水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面光滑平整的纖維；所述的親水聚合物纖維為截面為半圓形的、表面具有很多細小突起的纖維。所述的疏水聚合物纖維或親水聚合物纖維中還可以包括選自紫外線穩(wěn)定劑、紫外線吸收劑、臭氧穩(wěn)定劑、抗氧化劑中一種或多種。該編織布可用于收集霧水滴或驅(qū)散濃霧。其集水效率高、使用年限長，具有良好的疏水/親水性質(zhì)；提供了不同濕度下的集水量、耐久性和經(jīng)濟性。其收集淡水的成本遠低于海水淡化的成本。
文檔編號D01F1/10GK1880531SQ20051001194
公開日2006年12月20日 申請日期2005年6月16日 優(yōu)先權(quán)日2005年6月16日
發(fā)明者黃忠兵, 江雷 申請人:中國科學院化學研究所