超高分子量聚乙烯尼龙混纺抗菌除藻渔网纱技术的开发
合作区域: 国内
拟投入总金额: 17.0万元
所属地域: 海曙区
技术领域: 设计与制备
技术交易金额: 万元
截止日期: 2025-12-31
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信息描述
研发背景:

全球海洋捕捞年产量超1亿吨,渔网因生物附着导致的捕捞效率下降达30%,清洗成本占渔业支出的15%。传统尼龙渔网在浸海6个月后,藤壶附着量超5kg/㎡,藻类覆盖率达70%,使网具重量增加40%、强度下降25%。超高分子量聚乙烯(UHMWPE)纤维虽强度高(≥35cN/dtex),但表面非极性导致抗菌剂负载率<5%,且单一材质渔网在-10℃以下脆化断裂风险增加。开发混纺渔网纱可兼顾UHMWPE轻量高强(密度0.97g/cm³)与尼龙亲水性(含水率3.5%),需实现抗菌率≥99%、防藻附着效率≥85%,使用寿命延长至3年以上,降低年均更换成本20%,支撑远洋渔业可持续发展,减少因污损导致的年经济损失超百亿元。

主要内容:

UHMWPE 非极性表面(接触角>110°)导致季铵盐类抗菌剂接枝率仅 12%,浸海 3 个月后抗菌率下降至 65%,且纳米银粒子(负载量>0.5%)易团聚(粒径>200nm),引发纤维力学性能损失(强度下降 18%);

UHMWPE 与尼龙(极性差异 Δδ=7.2 (J/cm³)¹/²)共纺时界面剥离强度<2cN/dtex,编织过程中断丝率达 8%,网具耐冲击性能(落锤冲击能量≤15J)不足导致破网风险;

前期研究开发基础:

等离子体处理 UHMWPE 纤维(功率 100W,处理时间 5min),表面接触角降至 85°,季铵盐接枝率提升至 25%,浸海 6 个月抗菌率保持 82%,但处理成本增加 12 /kg,且纤维断裂强度下降 9%3% 硅烷偶联剂改性尼龙,界面剥离强度提升至 3.5cN/dtex,断丝率降至 5%,但耐海水浸泡(30 天)后偶联剂水解导致强度保留率仅 78%

现有的生产和研发的设备:
攻关目标:

断裂强度≥32cN/dtex,断裂伸长率 15%-25%,耐冲击能量≥20J(落锤冲击测试),网目尺寸稳定性偏差≤3%

初始抗菌率≥99.9%(大肠杆菌、藤壶幼虫),浸海 12 个月后抗菌率≥90%,藻类附着量≤1kg/㎡,防生物附着效率≥90%

耐温范围 - 30℃~60℃,-20℃断裂伸长率≥12%60℃热收缩率≤2%;海水浸泡(3.5% NaCl365 天强度保留率≥85%

成果形式:

技术解决方案