[發明專利]一種人造草絲纖維表面改性功能凝膠的合成方法

有效

• 申請號: 202011088568.5
• 申請日: 2020-10-13
• 公開（公告）號: CN112159496B
• 公開（公告）日: 2022-02-25
• 發明（設計）人: 徐培明;宗傳永;王偉;楊曉玉;毛德偉;吳勇波;石振國;王先亮;蔡建寧;畢壹;袁賀男
• 申請（專利權）人: 樂陵泰山人造草坪產業有限公司;泰山體育產業集團有限公司;山東泰山體育用品工程技術研究中心有限公司
• 主分類號: C08F220/58
• 分類號: C08F220/58;C08F220/06;C07C231/02;C07C233/27;D06M15/285;D06M15/263;E01C13/08;D06M101/20
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 張貴賓

本發明屬于高分子材料改性及其應用技術領域，涉及一種人造草絲纖維表面改性功能凝膠的合成方法。本發明制備了一種可以在通用的聚乙烯人造草絲纖維涂覆的含多巴胺功能基團凝膠，改善了凝膠涂層在PE草絲上的粘附性，不僅可以實現對水分的可逆吸收和釋放，賦予PE纖維表面良好自降溫性能及表面防污、自清潔性能。將合成的凝膠進行了性能檢測后發現，其具有優越的柔軟度，可以容易的進行彎曲、扭轉等，釋放外力后，可及時回復道原有的狀態，這對于提升人體對于草皮的運動舒適感和減少傷害是有利的。凝膠能夠吸水迅速溶脹并在此溶脹狀態可保持大量體積水而不溶解，檢測發現，該凝膠具有很高的吸水度，可有效降低草坪溫度。

技術領域

本發明屬于高分子材料改性及其應用技術領域，涉及一種人造草絲纖維表面改性功能凝膠的合成方法。

背景技術

近年來，人造草坪發展蓬勃，基于其安全環保、養護方便、可滿足全天候使用要求等優點，被廣泛應用于足球、網球、高爾夫球場等各類休閑與運動場所或作為地面鋪裝美化環境等。但隨著對人造草坪研究的深入，發現較天然草而言，人工草皮在日光的照射下會更容易吸收熱量，使得表面溫度較高，溫度大約提升三十到四十攝氏度，這大大增加了活動人員中暑的風險，影響活動安全性。

極為親水的三維網絡結構凝膠，既有固體的穩定性，又具有一定的柔順性和彈性，其能夠吸水迅速溶脹并在此溶脹狀態可保持大量體積水而不溶解。基于凝膠三維網絡結構優異的水分存儲能力，凝膠體系在植物保水劑、農作物緩釋肥以及醫療防護（物理降溫）等領域得到廣泛應用。

目前，聚乙烯材料因其軟而韌，抗沖擊性能比較好、成本較低，在人造草絲纖維制備方面應用最為普遍。但是PE聚合物其鏈結構中不存在極性基團，纖維表面呈現疏水特性，傳統的凝膠若想涂覆其表面，需先對PE基材進行親水改性，步驟繁瑣。

發明內容

本發明針對傳統聚乙烯人造草絲纖維疏水性導致凝膠涂覆步驟繁瑣的問題提出一種新型的人造草絲纖維表面改性功能凝膠的合成方法。

多巴胺甲基丙烯酰胺（DMA）的合成方法，包括：

（1）將十水硼酸鈉、碳酸氫鈉按照一定摩爾比溶解在去離子水中，氮氣鼓泡脫氣20min，加入鹽酸多巴胺，攪拌均勻。

（2）向上述混合水溶液中緩慢滴加甲基丙烯酸酐的THF溶液。

（3）配置一定濃度的NaOH水溶液以調節步驟（2）的混合溶液的PH值，室溫下反應混合物繼續氮氣鼓泡。

（4）反應結束后，所得白色漿狀溶液用50 mL乙酸乙酯洗滌兩次、過濾，用6 moL/LHCl酸化至pH=2。

（5）以步驟（1）中100 mL的去離子水計，50 mL乙酸乙酯萃取溶液中有機層3次，旋轉蒸發儀濃縮、滴加至250 mL正己烷中沉析，過濾、真空干燥，得到褐色固體產物。各物質的具體加入量可根據此比例進行調配。

多巴胺（DMA）功能單體的制備反應式：

進一步的，所述步驟（1）中的十水硼酸鈉與碳酸氫鈉的摩爾比為1：1.8，以100 mL的去離子水計，十水硼酸鈉與碳酸氫鈉加入總量為14 g，加入0.026 mol鹽酸多巴胺。各物質的具體加入量可根據此比例進行調配。

所述步驟（2）中，配制質量分數為18 %的甲基丙烯酸酐的THF溶液29.7毫升。

所述步驟（3）中，利用NaOH水溶液調節PH值至堿性，優選的，調節PH≥8。

一種含多巴胺功能基團凝膠的制備方法，包括：

S1：常溫下，按如下比例配制溶液：將0.1 g引發劑與30 mL溶劑a加入100 mL的單口燒瓶中。

S2：按照不同分子量設計加入不同摩爾比的單體A和單體B，常溫下磁力攪拌10min使溶解。