本發(fā)明屬于水凝膠微球，具體涉及一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球及制備工藝。

背景技術(shù)：

1、水凝膠微球是指直徑在納米級(jí)至微米級(jí)，形狀為球形或其他幾何體的水凝膠或復(fù)合水凝膠。其形貌可以是實(shí)心、空心、多孔、洋蔥型等，具有優(yōu)異的物理吸收能力；水凝膠微球的幾何形狀有助于增強(qiáng)其表面性能，使其可以更好地吸附重金屬離子和一些有害有機(jī)物。因此，在海水冷卻管道防污領(lǐng)域也有一定的應(yīng)用。

2、傳統(tǒng)的水凝膠微球在防污中效果不穩(wěn)定、易產(chǎn)生抗性生物或?qū)Νh(huán)境造成負(fù)面影響而難以滿(mǎn)足現(xiàn)代環(huán)保和高效的需求。此外，在水凝膠微球內(nèi)添加納米級(jí)別的氧化鈰顆粒雖然具有潛在的防污能力，但其微小的尺寸使得回收變得異常困難，這可能導(dǎo)致氧化鈰顆粒在環(huán)境中的積累，對(duì)生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成潛在威脅。同時(shí)，無(wú)法有效回收再利用的氧化鈰顆粒也增加了使用成本，限制了其廣泛應(yīng)用的可能性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球及制備工藝，以解決上述背景技術(shù)中提出的現(xiàn)有水凝膠微球在防污以及后續(xù)的回收中，存在不足的問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球，該水凝膠微球由以下百分比組成構(gòu)成：高分子聚合物60～90％、活性負(fù)載物1～20％、交聯(lián)劑0.1～5％、表面活性劑0.01～1％、穩(wěn)定劑0.1～2％；上述百分比的總和可能超過(guò)100％，因?yàn)槟承┙M分(如溶劑殘留和未反應(yīng)的原料)可能以微量形式存在，且它們的總和可能不足以顯著影響總體百分比。

3、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述高分子聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺，而活性負(fù)載物包括具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰。

4、本發(fā)明還公開(kāi)了一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，該水凝膠微球的制備步驟如下：

5、步驟一：原料精確稱(chēng)量與預(yù)處理；根據(jù)預(yù)設(shè)的配方比例，精確稱(chēng)量高分子聚合物72％、具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰20％、交聯(lián)劑5％、表面活性劑1％、穩(wěn)定劑2％，并對(duì)高分子聚合物進(jìn)行溶解，確保其在后續(xù)步驟中能夠均勻分散，對(duì)活性負(fù)載物進(jìn)行分散處理，以提高其在高分子聚合物中的分散性和穩(wěn)定性；

6、步驟二：原料混合與乳化；將預(yù)處理后的高分子聚合物、具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰、交聯(lián)劑、表面活性劑和穩(wěn)定劑初步混合，再將初步混合的物料通過(guò)乳化設(shè)備進(jìn)行乳化處理，形成均勻的微小液滴或顆粒；

7、步驟三：交聯(lián)固化反應(yīng)；將乳化后的物料調(diào)節(jié)至適當(dāng)?shù)膒h值和溫度條件，以促進(jìn)交聯(lián)劑與高分子聚合物之間的交聯(lián)反應(yīng)，在恒定的溫度和攪拌條件下，讓乳化后的物料進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)；

8、步驟四：微球洗滌與干燥；將交聯(lián)固化后的微球通過(guò)洗滌設(shè)備進(jìn)行洗滌處理，去除未反應(yīng)的物質(zhì)、雜質(zhì)和乳化劑殘留，并將洗滌后的微球進(jìn)行干燥處理，以去除微球內(nèi)部和表面的水分；

9、步驟五：微球篩分；將干燥后的微球進(jìn)行篩分處理，以去除過(guò)大或過(guò)小的顆粒，得到符合要求的均勻微球產(chǎn)品。

10、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟二中，初步混合的溫度為20～25℃，攪拌速度為50～500r/min。

11、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟三中，乳化后的物料的ph值為6.5～7.5，溫度為30～60℃。

12、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟四中，干燥過(guò)程干燥溫度為40～80℃，時(shí)間為6～10h。

13、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟二中，乳化過(guò)程中需控制乳化時(shí)間和乳化強(qiáng)度，以確保微球的均勻性和穩(wěn)定性，其中乳化時(shí)間為20～60min。

14、作為本發(fā)明中一種優(yōu)選的技術(shù)方案，所述步驟三中，在進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)中，恒定溫度為30～65℃，攪拌速度為50～200r/min。

15、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：

16、在本發(fā)明中，將具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰負(fù)載在水凝膠微球中，這一創(chuàng)新技術(shù)為管道防污提供了新的解決方案。水凝膠微球作為載體，能夠有效地確保氧化鈰類(lèi)酶活性的充分發(fā)揮。在水凝膠微球的微環(huán)境中，氧化鈰能夠催化產(chǎn)生次溴酸，這是一種強(qiáng)效的殺菌劑，能夠引起管道中污損生物的死亡或者抑制其群體感應(yīng)效應(yīng)，從而顯著減少管道中的污損積累，由于負(fù)載氧化鈰的水凝膠微球是微米級(jí)別的，使得在實(shí)際應(yīng)用中具有顯著的回收優(yōu)勢(shì)。通過(guò)簡(jiǎn)單的過(guò)濾方式，即可輕松地將這些微球從管道系統(tǒng)中回收出來(lái)，避免了納米級(jí)別顆?？赡軒?lái)的回收難題。此外，微米級(jí)別的水凝膠微球還具有良好的可重復(fù)使用性，經(jīng)過(guò)適當(dāng)?shù)奶幚砗?，它們可以重新被用于防污處理，從而大大降低了使用成本?/p>

17、綜上所述，將具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰負(fù)載在水凝膠微球中，不僅能夠有效減少管道中的污損，還提高了材料的回收利用率和可重復(fù)使用性，為管道防污領(lǐng)域帶來(lái)了革命性的突破。這一技術(shù)的廣泛應(yīng)用，將有望為海洋工程、水處理等多個(gè)領(lǐng)域提供更加高效、環(huán)保的防污解決方案。

技術(shù)特征：

1.一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球，其特征在于：該水凝膠微球由以下百分比組成構(gòu)成：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球，其特征在于：所述高分子聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺，而活性負(fù)載物包括具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰。

3.一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，包括權(quán)利要求1至2任一項(xiàng)所述的水凝膠微球，其特征在于：該水凝膠微球的制備步驟如下：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，其特征在于：所述步驟二中，初步混合的溫度為20～25℃，攪拌速度為50～500r/min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，其特征在于：所述步驟三中，乳化后的物料的ph值為6.5～7.5，溫度為30～60℃。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，其特征在于：所述步驟四中，干燥過(guò)程干燥溫度為40～80℃，時(shí)間為6～10h。

7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，其特征在于：所述步驟二中，乳化過(guò)程中需控制乳化時(shí)間和乳化強(qiáng)度，以確保微球的均勻性和穩(wěn)定性，其中乳化時(shí)間為20～60min。

8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球的制備工藝，其特征在于：所述步驟三中，在進(jìn)行交聯(lián)固化反應(yīng)中，恒定溫度為30～65℃，攪拌速度為50～200r/min。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于海水冷卻管道防污的水凝膠微球及制備工藝，該水凝膠微球由以下百分比組成構(gòu)成：高分子聚合物60～90％、活性負(fù)載物1～20％、交聯(lián)劑0.1～5％、表面活性劑0.01～1％、穩(wěn)定劑0.1～2％，所述高分子聚合物包括聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酰胺，而活性負(fù)載物包括具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰；在本發(fā)明中，將具有鹵代過(guò)氧化物類(lèi)酶防污活性的氧化鈰負(fù)載在水凝膠微球中，這一創(chuàng)新技術(shù)為管道防污提供了新的解決方案；水凝膠微球作為載體，能夠有效地確保氧化鈰類(lèi)酶活性的充分發(fā)揮；在水凝膠微球的微環(huán)境中，氧化鈰能夠催化產(chǎn)生次溴酸。

技術(shù)研發(fā)人員：楊學(xué)進(jìn),楊佳霖
受保護(hù)的技術(shù)使用者：銥諾科技（無(wú)錫）有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/5/8