一种可用于海洋防污的水凝胶及其制备方法和用途

摘要

本发明提供一种可用于海洋防污的水凝胶及其制备方法和用途，所述水凝胶不溶胀，而其他凝胶如丙烯酸、粘土、丙烯酰胺等凝胶溶胀严重；并且本发明的水凝胶失水后可以完全恢复到原来的状态，其他水凝胶如PVA凝胶无法恢复；另外本发明凝胶在经历失水‑复水循环后的抗压缩性能可以保持不变，在不同的剪切频率以及不同温度下均有较好的稳定性，此外本发明的水凝胶是透明的而其他油水凝胶很少透明的；此外本发明的凝胶还具有出色的抗生物污损表现。

权利要求

1.一种水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物包括如下组分：(a)亲水网络单体；(b)疏水网络单体；(c)两性离子化合物；(d)交联剂；(e)引发剂；

其中，所述亲水网络单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种；

所述疏水网络单体选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、乙烯基硅烷中的一种或几种；

所述两性离子化合物选自3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐、3-(三(2-羟乙基)铵基)丙烷-1-磺酸盐、3-(丙烯酰胺丙基二甲胺基)丙磺酸盐、1-(3-磺丙基)-2-乙烯基吡啶鎓甜菜碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰基胆碱、2-[3-丙烯酰胺基丙基]二甲基铵]乙基

2’-异丙基磷酸盐中的一种或几种；

所述交联剂选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯的一种或几种；

所述引发剂选自二苯甲酮、α-酮戊二酸、2,2-二乙氧基苯乙酮的一种或几种；

所述水凝胶组合物包括如下份数的各组分：

(a)亲水网络单体，200-400质量份；(b)疏水网络单体，50质量份；(c)两性离子化合物，

50-250质量份；(d)交联剂，2-20质量份；(e)引发剂，0.5-5质量份。

2.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述亲水网络单体选自甲基丙烯酸羟乙酯。

3.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述疏水网络单体选自甲基丙烯酸。

4.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述两性离子化合物选自3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐。

5.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物还包括(f)水，300-

800质量份。

6.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物包括如下份数的各组分：(a)亲水网络单体，300-400质量份；(b)疏水网络单体，50质量份；(c)两性离子化合物，

50-150质量份；(d)交联剂，5-15质量份；(e)引发剂，1-3质量份。

7.根据权利要求5所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物包括(f)水，500质量份。

8.根据权利要求1所述的水凝胶组合物，其中，所述水凝胶组合物包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐、2,2-二乙氧基苯乙酮、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和水。

9.权利要求1-8任一项所述的组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物。

10.一种水凝胶，其中，所述水凝胶的制备原料包括权利要求1-8任一项所述的水凝胶组合物。

11.根据权利要求10所述的水凝胶，其中，所述水凝胶是通过权利要求1-8任一项所述的水凝胶组合物制备得到的。

12.根据权利要求10或11所述的水凝胶，其中，所述水凝胶具有三维网络状结构。

13.权利要求10-12任一项所述的水凝胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物；对所述组合物进行紫外光照，制备得到所述水凝胶。

14.根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述混合是在搅拌条件下进行的混合。

15.根据权利要求13所述的制备方法，其中，混合均匀后超声除去气泡后倒入模具中进行光照。

16.根据权利要求13所述的制备方法，其中，所述紫外光照是在主波长为365nm的紫外光源下照射，所述紫外光照的时间为600s。

17.权利要求10-12任一项所述的水凝胶的用途，其用于海洋防污领域。

18.一种水凝胶涂层，其中，所述涂层的制备原料包括权利要求1-8任一项所述的水凝胶组合物。

19.根据权利要求18所述的水凝胶涂层，其中，所述水凝胶涂层是通过权利要求1-8任一项所述的水凝胶组合物制备得到的。

20.根据权利要求18或19所述的水凝胶涂层，其中，所述水凝胶涂层具有三维网络状结构。

21.权利要求18-20任一项所述的水凝胶涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物；

将所述组合物涂覆在基板上，对涂覆有所述组合物的基板进行紫外光照，制备得到所述水凝胶涂层。

22.根据权利要求21所述的水凝胶涂层的制备方法，其中，所述紫外光照是在主波长为

365nm的紫外光源下照射，所述紫外光照的时间为600s。

23.权利要求18-20任一项所述的水凝胶涂层的用途，其用于海洋防污领域。

说明书

一种可用于海洋防污的水凝胶及其制备方法和用途

技术领域

[0001] 本发明属于海洋防污技术领域，具体涉及一种可复水、抗溶胀、机械稳定和透明且可用于海洋防污的水凝胶及其制备方法和用途。

背景技术

[0002] 海洋生物污损是指海洋中的约4000种微生物在海洋船体以及其他用于海洋作业的设备表面进行附着和累计的过程，这种现象会带来严重的危害，比如增加船体重量，增大表面粗糙度，降低航行速度并且增加燃油量；另外污损生物还会穿透设备表面的涂层进一步的加速其腐蚀和老化；污损生物随着船的航行而迁移在不同海域进行生存繁殖导致生态系统的紊乱。传统的海洋防污方法比如机械清除、超声等，需要耗费大量的人力物力等资源，而后又研发出负载有机锡和氧化亚铜的防污涂料进行毒杀微生物进而达到较好的防污效果，但是由于其存在着严重的危害性已经受到了禁用。

[0003] 近年来，水凝胶作为一种高含水量的柔性材料由于良好的生物相容性和优异的力学性能等为设计海洋防污新思路提供了更加便捷、和高效环保的策略。然而目前水凝胶的实际应用仍然存在着关键挑战，比如溶胀和失水不可恢复性一方面会导致其力学性能的急剧降低，另一方面还会影响其粘结强度限制水凝胶涂层的实际应用环境，此外，其失水不可恢复性极大的弱化了其原有的特性使得其无法重复利用，例如丙烯酸、粘土水凝胶的强烈溶胀表现以及PVA等凝胶在失水后形成分子内氢键无法恢复到原来的分子间氢键等问题。

发明内容

[0004] 基于目前用于海洋防污水凝胶涂层存在的不足和缺陷，本发明提供一种水凝胶组合物，所述水凝胶组合物包括如下组分：

[0005] (a)亲水网络单体；(b)疏水网络单体；(c)两性离子化合物；(d)交联剂；(e)引发剂；

[0006] 其中，所述亲水网络单体选自甲基丙烯酸羟乙酯、丙烯酸羟乙酯、丙烯酸、丙烯酰胺、N,N-二甲基乙酰胺中的一种或几种；

[0007] 所述疏水网络单体选自甲基丙烯酸、甲基丙烯酸月桂酯、甲基丙烯酸异冰片酯、苯乙烯、乙烯基硅烷中的一种或几种；

[0008] 所述两性离子化合物选自3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐、3-(三(2-羟乙基)铵基)丙烷-1-磺酸盐、3-(丙烯酰胺丙基二甲胺基)丙磺酸盐、1-(3-磺丙基)-2-乙烯基吡啶鎓甜菜碱、2-甲基丙烯酰氧基乙基磷酰基胆碱、2-[3-丙烯酰胺基丙基]二甲基铵]乙基2’-异丙基磷酸盐中的一种或几种。

[0009] 根据本发明，所述亲水网络单体选自甲基丙烯酸羟乙酯。

[0010] 根据本发明，所述疏水网络单体选自甲基丙烯酸。

[0011] 根据本发明，所述两性离子化合物选自3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐。

[0012] 根据本发明，所述交联剂选自聚乙二醇二甲基丙烯酸酯、N,N-亚甲基双丙烯酰胺、二甲基丙烯酸乙二醇酯的一种或几种；所述引发剂选自二苯甲酮、α-酮戊二酸、2,2-二乙氧基苯乙酮的一种或几种。

[0013] 根据本发明，所述水凝胶组合物还包括(f)水。

[0014] 根据本发明，所述水凝胶组合物包括如下份数的各组分：

[0015] (a)亲水网络单体，200-400质量份；(b)疏水网络单体，50质量份；(c)两性离子化合物，50-250质量份；(d)交联剂，2-20质量份；(e)引发剂，0.5-5质量份。

[0016] 根据本发明，所述水凝胶组合物包括(f)水，300-800质量份。

[0017] 根据本发明，所述水凝胶组合物包括如下份数的各组分：

[0018] (a)亲水网络单体，300-400质量份；(b)疏水网络单体，50质量份；(c)两性离子化合物，50-150质量份；(d)交联剂，5-15质量份；(e)引发剂，1-3质量份。

[0019] 根据本发明，所述水凝胶组合物包括(f)水，500质量份。

[0020] 根据本发明，所述水凝胶组合物包括甲基丙烯酸羟乙酯、甲基丙烯酸、3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐、2,2-二乙氧基苯乙酮、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯和水。

[0021] 本发明还提供上述组合物的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0022] 将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物。

[0023] 根据本发明，所述混合例如是在搅拌条件下进行的混合。

[0024] 本发明还提供上述组合物的用途，其用于制备水凝胶，特别是用于制备水凝胶涂层。

[0025] 本发明还提供一种水凝胶，所述水凝胶的制备原料包括上述水凝胶组合物。

[0026] 根据本发明，所述水凝胶是通过上述水凝胶组合物制备得到的。

[0027] 根据本发明，所述水凝胶具有三维网络状结构。

[0028] 根据本发明，所述水凝胶具有优异的抗溶胀性能、防污性能、可复水性能、机械稳定性能且透明。

[0029] 本发明还提供上述水凝胶的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0030] 将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物；对所述组合物进行紫外光照，制备得到所述水凝胶。

[0031] 根据本发明，所述混合例如是在搅拌条件下进行的混合。

[0032] 根据本发明，优选地混合均匀后超声除去气泡后倒入模具中进行光照。

[0033] 根据本发明，所述紫外光照是在主波长为365nm的紫外光源下照射，所述紫外光照的时间为600s。

[0034] 本发明还提供上述水凝胶的用途，其用于海洋防污领域。

[0035] 本发明还提供一种水凝胶涂层，所述涂层的制备原料包括上述水凝胶组合物。

[0036] 根据本发明，所述水凝胶涂层是通过上述水凝胶组合物制备得到的。

[0037] 根据本发明，所述水凝胶涂层具有三维网络状结构。

[0038] 根据本发明，所述水凝胶涂层具有优异的抗溶胀性能、防污性能、可复水性能、机械稳定性能且透明。

[0039] 根据本发明，所述水凝胶涂层的厚度没有特别的限定，可以根据需要进行调节，例如为0.5-50mm，例如为1mm。

[0040] 本发明还提供上述水凝胶涂层的制备方法，所述方法包括如下步骤：

[0041] 将亲水网络单体、疏水网络单体、两性离子化合物、交联剂和引发剂、以及任选地水混合，制备得到所述组合物；

[0042] 将所述组合物涂覆在基板上，对涂覆有所述组合物的基板进行紫外光照，制备得到所述水凝胶涂层。

[0043] 根据本发明，所述混合例如是在搅拌条件下进行的混合。

[0044] 根据本发明，所述基板可以是本领域已知的常用制备涂层材料的基板，也可以是带有多孔材料的基板，所述多孔材料例如可以是无纺布、海绵等；所述基本例如可以是不锈钢板、PVC板、尼龙板；优选地，待所述组合物渗透进入所述基板中后，再对所述基本进行光照。

[0045] 根据本发明，所述紫外光照是在主波长为365nm的紫外光源下照射，所述紫外光照的时间为600s。

[0046] 本发明还提供上述水凝胶涂层的用途，其用于海洋防污领域。

[0047] 本发明的有益效果：

[0048] 本发明提供一种可用于海洋防污的水凝胶及其制备方法和用途，所述水凝胶不溶胀，而其他凝胶如丙烯酸、粘土、丙烯酰胺等凝胶溶胀严重；并且本发明的水凝胶失水后可以完全恢复到原来的状态，其他水凝胶如PVA凝胶无法恢复；另外本发明凝胶在经历失水-复水循环后的抗压缩性能可以保持不变，在不同的剪切频率以及不同温度下均有较好的稳定性，此外本发明的水凝胶是透明的而其他油水凝胶很少透明的；此外本发明的凝胶还具有出色的抗生物污损表现。

[0049] 具体地，本发明的水凝胶涂层具有如下优势：

[0050] 所述水凝胶涂层中含有亲水网络单体和疏水网络单体交联后得到的亲疏水异质网络结构，使得所述水凝胶涂层具有出色的抗溶胀性能，这一性能极大的加强了其在海洋等水环境中的应用可行性。

[0051] 所述水凝胶涂层中还含有两性离子化合物，所述两性离子化合物可以很好的分散疏水网络单体，一方面起到乳化剂的作用，另一方面还使得水凝胶具有出色的抗生物污损能力；同时还使得所述水凝胶涂层具有快速的可复水性能，基于所述两性离子化合物强烈的水合作用，当水凝胶变干后可以快速的吸水恢复到原来的初始状态，可以在失水后再泡水可重复利用，这一性能解决了其它水凝胶失水后不可恢复的问题，极大的节约了成本并提高了使用效率。

[0052] 本发明的水凝胶涂层具有优异的机械性能，所述水凝胶涂层中含有疏水网络单体交联后得到的亲疏水异质网络结构，使在水凝胶内部发生疏水自组装，进一步加强了力学性能，经过测试发现在不同的温度和剪切速率下均保持稳定的机械性能，并且实验证明经过七次失水-复水循环后其抗压缩性能也不变，出色的机械性能可以保证水凝胶在海洋环境中足以承受高频下海水的剪切以及冲击抗压性能，这一特性极大的确保了其实际应用的可行性。

[0053] 本发明的水凝胶涂层具有出色的光学透过性，在本发明中我们成功的解决了亲疏水单体的乳化问题，由于引入的两性离子化合物具有一定的乳化作用，极大的弱化了亲疏水之间的相分离，在宏观上表现出了良好的透明性，经过紫外测试发现其光学透明性达到90％左右。这一特性极大的开拓了其应用范围，比如海洋环境中的隐形设备以及其他光学器件等。

[0054] 本发明的水凝胶涂层具有优异的抗海洋生物污损能力，在本发明中我们引入了两性离子化合物，由于离子间相互作用和疏水相互作用使得大量的两性离子被排斥到表面从而赋予了水凝胶抗生物污损能力，把两性离子防污的策略引用到生物相容性较好的水凝胶当中极大的拓宽了其应用价值，我们认为本发明将在海洋防污涂层中有较好的应用前景。

[0055] 本发明采用的是一锅法通过一步即可制备目标水凝胶，并且通过多孔基底的过渡层策略可以很好的粘附在海洋设备等表面。其制备过程简单，采用一步法无规共聚即可得到透明的水凝胶，无需额外的对体系进行乳化，利用两性离子化合物自身乳化进行分散，工艺成熟，成本低且绿色环保，便于工业化和实际应用。这一方法对开发水凝胶海洋防污涂层具有重要的指导意义。

附图说明

[0056] 图1为制备例1的DMAPS的核磁谱图。

[0057] 图2为实施例1-4和对比例1-2制备的水凝胶的亲水性和水下疏油性能测试结果。

[0058] 图3为实施例1-4和对比例1-2制备的水凝胶的抗溶胀性能测试结果

[0059] 图4为实施例1制备的水凝胶的抗压缩性能测试结果。

[0060] 图5为实施例1制备的水凝胶的储能模量(机械稳定性)。

[0061] 图6为实施例1和对比例1-2制备的水凝胶的光学透明性能测试结果。

[0062] 图7为实施例1-4和对比例1制备的水凝胶的抗舟形藻类附着效果光学图片。

[0063] 图8为实施例1-4和对比例1制备的水凝胶的抗小新月菱形藻类附着效果光学图片。

[0064] 图9为实施例1-4和对比例2制备的水凝胶的抗舟形藻类和小新月菱形藻类附着的性能测试结果统计图。

[0065] 图10为实施例1和对比例1-2制备的水凝胶的长期实际海洋挂板防污测试图。

[0066] 图11为实施例1和对比例1-2制备的水凝胶的长期海洋挂板防污藤壶附着统计图。

具体实施方式

[0067] 下文将结合具体实施例对本发明的制备方法做更进一步的详细说明。应当理解，下列实施例仅为示例性地说明和解释本发明，而不应被解释为对本发明保护范围的限制。凡基于本发明上述内容所实现的技术均涵盖在本发明旨在保护的范围内。

[0068] 下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法；下述实施例中所用的试剂、材料等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

[0069] 本发明中，所述可复水性能是指当水凝胶失水后可以快速的吸附水达到原来的状态且不会溶胀。

[0070] 本发明中，所述机械稳定性能是指抗压缩强度。

[0071] 本发明中，所述透明是指所述厚度为1mm的水凝胶在紫外光下的透过率接近90％。

[0072] 制备例1

[0073] 向带有磁子的250ml圆底烧瓶中加入100ml乙酸乙酯，然后加入1,3-丙磺酸内酯(0.1mol)，然后通过恒压滴液漏斗将甲基丙烯酸二甲氨基乙酯(DMAEMA)(0.1mol)滴加到溶液中。24小时后，停止反应并进行真空抽滤。随后，用乙酸乙酯冲洗三次并在真空下干燥，得到白色粉末产物，并通过核磁进行确定。

[0074] 图1为制备例1制备得到的两性离子化合物3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)的核磁谱图，从图中可以看出，DMAPS的各氢归属：1.80(s,3H,bH)，2.13(m,2H,gH)，3.21(s,6H,eH),2.88，3.79，3.61(dH,fH,hH)，4.5(d,2H,cH)，6.22(s,1H,aH)，5.76(d,1H,aH)，4.7(溶剂，D2O峰)，说明其制备得到的为3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)。

[0075] 实施例1：PHEM-5％D水凝胶的制备：

[0076] 称取4g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)加入烧杯中，然后加入0.5g甲基丙烯酸(MMA)，接着倒入5mL去离子水，再加入0.5g的3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)，然后加入100mg的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入四氟模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHEM-5％D水凝胶样品。

[0077] 实施例2：PHEM-10％D水凝胶的制备：

[0078] 称取3.5g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)加入烧杯中，然后加入0.5g甲基丙烯酸(MMA)，接着倒入5mL去离子水，再加入1g的3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)，然后加入100mg的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入四氟模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHEM-10％D水凝胶样品。

[0079] 实施例3：PHEM-15％D水凝胶的制备：

[0080] 称取3g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)加入烧杯中，然后加入0.5g甲基丙烯酸(MMA)，接着倒入5mL去离子水，再加入1.5g的3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)，然后加入100mg的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入四氟模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHEM-15％D水凝胶样品。

[0081] 实施例4：PHEM-20％D水凝胶的制备：

[0082] 称取2.5g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)加入烧杯中，然后加入0.5g甲基丙烯酸(MMA)，接着倒入5mL去离子水，再加入2g的3-(2-甲基丙烯酰氧乙基二甲胺基)丙磺酸盐(DMAPS)，然后加入100mg的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入四氟模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHEM-20％D水凝胶样品。

[0083] 对比例1：PHE水凝胶的制备：

[0084] 称取5g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)和5g去离子水加入烧杯中，然后加入100μL的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入四氟模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHE水凝胶样品。

[0085] 对比例2：PHEM水凝胶的制备：

[0086] 称取4.5g甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)、0.5g甲基丙烯酸(MMA)和5mL去离子水按照加入烧杯中，然后加入100mg的聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)作为交联剂和20mg的2,2-二乙氧基苯乙酮(DEOP)作为引发剂，搅拌均匀后超声除去气泡然后倒入聚四氟乙烯模具中，放入365nm紫外光源下照射600s得到1mm厚度长宽5*5cm的PHEM水凝胶样品。

[0087] 测试例1水凝胶的水下油接触角和空气中水接触角

[0088] 将制备的凝胶用去离子水浸泡平衡后通过接触角测量仪对水凝胶的浸润性测试，用去离子水和1,2-二氯乙烷进行测试，测量五次取平均值。

[0089] 图2为上述测试的结果，从图2中可以看出在引入疏水单体之后空气中接触角变大，亲水下和水下疏油性降低，但是当引入两性离子单体之后亲水性和水下疏油性有着明显的增加，说明本发明制备的水凝胶具有出色的亲水性和水下疏油性，这对海洋防污具有重要的意义。

[0090] 测试例2复水、抗溶胀测试

[0091] 将制备好的水凝胶在40℃真空烘箱中失水24小时然后浸泡在去离子水中2小时达到平衡，通过用精密电子天平称重法来测量变化。

[0092] 图3为上述测试的结果，从图3中可以看出PHE、PHEM水凝胶在失水后无法完全恢复到原来的状态，表现出收缩的趋势，而PHEM-5％D凝胶具有出色的复水和抗溶胀能力，能够完全恢复到原来的初始状态。而随着两性离子DMAPS含量的增加，其溶胀性能逐渐增加。

[0093] 测试例3水凝胶机械稳定性

[0094] 将制备好的水凝胶用机械压缩仪测量抗压缩性能，测试8组数据取平均值，然后让凝胶经历失水-复水七次循环后再测试其抗压缩性能，压缩比均为70％。

[0095] 将制备的PHEM-5％D凝胶在流变仪的剪切模式下测试，形变为2％，在不同频率和不同温度下测试其储能模量。

[0096] 图4和图5为上述测试的结果，从图4中(图4中下方的曲线代表7次失水-复水循环后的抗压缩性能，上方的曲线代表初始状态的抗压缩性能)可以看出本发明制备的水凝胶具有出色的抗压缩性能，并且在经历失水-复水循环后其机械性能几乎不变，另外在不同剪切频率和温度下其储能模量变化几乎不变，这些性能对于海洋防污材料具有重要的参考意义。

[0097] 测试例4光学透过率测试

[0098] 将制备好的凝胶用紫外分光光度计测量不同波长范围内凝胶的光学透过率(400-700nm)。

[0099] 图6为上述测试的结果，从图中可以看出对比例1-2中的PHE、PHEM凝胶的光学透明性较差，而本发明制备的PHEM-5％D凝胶其光学透过率接近90％，这一性质对海洋防污材料如水底机器人以及隐形设备等具有重要的意义。

[0100] 测试例5防污性能测试

[0101] 1.抗藻类测试：在防污性能测试方面我们选取了两种不同的海藻作为典型的防污代表进行测试抗附着能力。选用已经培养好的舟形藻和小新月菱形藻在23℃恒温培养箱中对不同凝胶进行测试，每天进行12小时光照和12小时黑暗的处理，3天后取出水凝胶样品用海水进行轻轻冲洗，然后用荧光显微镜进行观察选取20张照片并用ImageJ软件进行统计。

[0102] 图7-图9为上述测试的结果，可以看出本发明制备的水凝胶具有出色的抗藻类附着的性能；具体地，如图7中，灰白色部分代表为舟形藻的荧光作用在荧光显微镜下的舟形藻，如图8中，灰白色部分代表为小新月菱形藻的荧光作用在荧光显微镜下的舟形藻，从对比结果可以看出，本申请的制备的水凝胶具有较好的海洋防污能力。

[0103] 2.长期实际海洋防污测试：将水凝胶预聚液注入带有多孔基底的PVC板材中，在紫外下聚合得到水凝胶涂层，然后在大连进行长期实际海洋挂板实验，为期两个月。

[0104] 图10-图11为上述测试的结果，具体的，图10是长期实际海洋挂板防污测试图，图11是长期海洋挂板防污藤壶附着统计图，从图中可以看出本发明制备的水凝胶具有出色的抗藻类附着的性能，且抗藤壶附着性能也极为出色。

[0105] 以上，对本发明的实施方式进行了说明。但是，本发明不限定于上述实施方式。凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。