本发明是关于吸水性高分子物质的制造方法。 聚烯烃系统的高分子薄膜用来作为农用薄膜和包装材料，它们具有良好的机械性能、光学性能、无毒性及柔韧性，因而得到广泛的应用。但是，这些薄膜在存在大量水分的场合使用时，其表面具有疏水性，这种性质十分有害。具体地说，在农业上用于简易温房时，温房内的水分凝结在暖房的内表面上，薄膜的透明度显著下降，致使阳光透过量减少、蔬菜产量降低、生长期延长、温室的效率降低，此外，有时在简易温室内凝结的水滴落到花上，会使其不结果实甚至枯萎。再有，由于表面的疏水性，即使涂敷疏水性油墨或明胶也粘附不牢固。另外，在用作食品包装材料时，凝结的水滴致使食品变性，严重时甚至发生腐坏。
为了克服上述缺点，人们研制了一些改性方法。其中第一种方法是使用聚乙烯醇薄膜，该方法的缺点是，这些薄膜本身耐水性较差，其处理方法难度大，并且不能长期使用。第二种方法是在薄膜上喷涂特殊表面活性剂，这种方法是利用特殊表面活性剂的亲水性表面活性，但在实际使用时，附着在薄膜表面上的部分与水滴发生乳化，无凝结水滴剂容易流失，此外，含有上述无凝结水滴剂层的厚度较小、吸水能力有限，耐久性比较差。因此，虽然其初期效果不错，但持续性很差。第三种方法是在碱液中浸渍纤维素系树脂的薄膜，使纤维素薄膜具有亲水性，这种方法由于引入亲水基而导致薄膜本身机械强度显著下降，这一缺点限制了它的应用。第四种方法是将硬脂酸、月桂酸等无凝结水滴剂与高分子薄膜（例如聚乙烯薄膜、聚氯乙烯薄膜）混炼，这种方法由于所用树脂与无凝结水滴剂的相容性差，在薄膜的表面上溶解析出、出现雾白，薄膜变得不透明，以致阳光透过不均匀，原来意欲达到的无凝结水滴的效果不复存在。
如果将这些方法配合使用，则可以在一定程度上避免发生上述缺陷，但这种无凝结水滴剂必须具有亲水性，如果它存在于薄膜的表面上，则被水滴溶解析出，致使不凝结水滴的性能降低，重新出现雾白。也就是说，在这种混合型无凝结水滴薄膜的情况下，必然伴随产生雾白，其不凝结水滴的性能通常只能持续20-45天，由于无凝结水滴剂释放出来地速度对周围的环境极为敏感，因此很难说它是真正的无凝结水滴高分子薄膜。
为了克服上述矛盾，人们研制出化学改性的农用薄膜。
所谓化学改性方法，是利用放射线、等离子体及紫外线使水溶性或水溶胀性高分子接枝聚合到薄膜上的方法。其中，利用放射线和等离子体的处理方法，处理效果显著，且具有多样性的优点，但需要高额的初期设备投资费用，此外，这种方法不适于连续地大批量生产，因此目前还难以实用化。与上述放射线和等离子体聚合法相比，利用紫外线的接枝聚合法十分简便，有效地用于改善适印性及粘着性等目的。然而，以往的方法在连续作业方面存在一些问题，对于聚乙烯薄膜，紫外线照射时间在20分钟以上，并且必须在氮气流中进行反应，经过这样接枝反应的高分子薄膜，在用于作为无凝结水滴的农用薄膜时，对于水滴、阳光及其它环境条件的耐久性差，这些是其致命的缺点。
鉴于以上所述的问题，本发明人采用下述方法制得具有极好吸水性的高分子薄膜：
采用电晕放电、酸处理及火焰处理等对高分子薄膜进行予处理，使之予先产生能够容易进行接枝聚合的活性点，然后，用光及光引发剂使水溶性单体接枝聚合，同时进行交联反应。其特点是能够适当地利用交联结合的水溶性单体及高分子的特性，此外，可以连续生产、设备投资低廉、制造方法简便易行，对于水滴、阳光及周围环境的耐久性为半永久性或永久性。
可用于本发明的高分子薄膜，是经过电晕放电处理等予处理后一旦受光照就可以生成能够开始进行接枝聚合的原子团、离子等，可以引发接枝聚合的高分子，包括聚苯乙烯、聚丙烯、聚乙烯、聚-4-甲基-1-戊烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰胺-6、聚戊二烯等。
光源采用能产生200-700nm的光源，例如：孤光灯、低压水银灯、高压水银灯、氙气灯、萤光灯、金属卤灯、钨丝灯、太阳光等，这样的光源可以使光引发剂分解，产生原子团、离子等活性点。理想的照射时间是0.1-24小时。
赋予薄膜以吸水性的水溶性或水溶胀性单体包括：丙烯酸、N-乙烯基吡咯烷酮、甲基丙烯酸、丙烯酰胺、甲基丙烯酰胺、2-羟乙基甲基丙烯酸酯等;水溶性高分子可以使用由上述水溶性单体构成的单聚物及由二种以上单体构成的共聚物。
光引发剂，可以使用二苯甲酮、异丙基二苯基乙醇酮醚、过氧化苯甲酰、N，N′-偶氮二异丁腈等。
用于溶解水溶性单体、水溶性高分子、光引发剂和交联剂以及光敏剂等溶剂，可以使用甲醇、乙醇、丙酮、水、核酸、甲基乙基甲酮以及上述二种以上的适量混合液。将水溶性单体、引发剂、水溶性高分子、交联剂及光敏剂等混合而成的光聚合溶液均匀地涂敷于高分子薄膜上，赋予其亲水性，使高分子薄膜上产生c＝o官能团和c＝c官能团。为了使之成为接枝反应的活性点，使该反应迅速进行，须进行电晕放电处理、气相处理、液相处理等予处理。电晕放电是采用火花隙式或真空管式处理高分子薄膜;液相化学处理是用硫酸溶液、重铬酸溶液、高锰酸钾溶液及表面水解法中的一种进行处理;气相处理可以采用火花处理、臭氧处理、氧处理、氯处理、亚硫酸气体处理、硝酸气体处理中的任一种处理方法。另外，可以用紫外线进行表面处理。
为了增加经过接枝聚合的高分子的耐久性和机械强度、调节含水率及泡胀度，使之进行交联结合。交联剂为多官能性丙烯酸酯、例如三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（TMPTMA）、三羟甲基三丙烯酸酯（TMPTA）三丙烯酸季戊四（醇）酯（PETA）、以及上述二种以上的混合物、或是它们的衍生物。
用于使光聚合溶液内的氧遮断经紫外线照射、进行接枝聚合的聚合槽内的氧的光敏剂，使用正丁胺、N-丁胺、三乙胺、二乙胺基乙基甲基丙烯酸酯、三亚乙基四胺、二乙醇胺、乙醇胺、三乙醇胺、三苄胺中的一种或二种以上的混合物。
在本发明中，为了试验经过表面处理、赋予吸水性的高分子薄膜的吸水性的耐久性，如图1所示，将吸水性薄膜粘附在聚氯乙烯管的全表面上，将其置于平均日照时间在10-12小时以上的野外进行试验，用肉眼观察。
本发明所提出的吸水性高分子薄膜的制造方法是一种新的方法，由于与高分子薄膜化学结合的水溶性或水溶胀性高分子所具有的性质，使得吸水性大体上可以永久地保持下去，改善了固有物性的缺点，同时又不降低机械性能。此外，这种制造方法非常简便，具有制造成本低、生产率非常高的优点。
图1是实验装置的示意图，其中A是经处理的薄膜，B是直径为90mm的圆筒形PVC管。
下面叙述实施例和比较例，但本发明不受这些实施例所限制。
实施例1
用15%NaOH水溶液对厚度为12微米的聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜进行表面加水分解处理，然后，将150g丙烯酸、42g N-乙烯基吡咯烷酮、50g二苯甲酮、5g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯（交联剂）和59g二乙醇胺（光敏剂）均匀地溶解于720g正己烷中，调制成光聚合溶液。在薄膜上方距薄膜20cm的高度，以20cm的间隔连续设置5个80W/cm高压水银灯作为光源。在薄膜上涂敷3-5微米厚的上述光聚合溶液，紧接着在50℃±5℃下、以10-12米/分的速度用上述光源照射薄膜，使薄膜的表面具有吸水性。
试验结果如表1所示。
实施例2
将42g丙烯酰胺、3g二苯甲酮、10g三丙烯酸季戊四（醇）酯（pentaerythritoltriacrylate）及2g乙醇胺均匀地溶解于500g丙酮中，调制成光聚合溶液。
厚度30微米的聚乙烯薄膜，用电晕放电处理机由200W输出功率及5米/分的速度进行予处理，然后用浸渍法涂敷2-5微米厚的上述光聚合溶液，紧接着在50℃±5℃下、以10-15米/分的速度对上述薄膜的表面照射紫外线，使之表面改性。
试验结果如表1所示。
实施例3
将100g丙烯酸、50g丙烯酰胺和10g二苯甲酮、5g三乙醇胺以及5g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯均匀地混入500g甲基乙基甲酮中，调制成光聚合溶液。
厚度50微米的聚氯乙烯薄膜，用浓硝酸气体处理10分钟，然后用水洗涤其表面，待干燥后用浸渍法涂敷上述光聚合溶液，接着对其连续照射紫外线，使之表面改性。
试验结果如表1所示。
实施例4
将42g甲基丙烯酸、30gN-乙烯基吡咯烷酮、25g聚乙烯吡咯烷酮、5gN-丁胺、18g异丙基二苯基乙醇酮醚以及10g三羟甲基三丙烯酸酯溶解于600g丙酮中，调制成光聚合溶液。
厚度40微米的聚酰胺-6薄膜，按照实施例2进行同样的处理，然后涂敷5微米厚的上述光聚合溶液。在50℃±5℃下、以10米/分的速度对其连续地照射紫外线，试验结果如表1所示。
实施例5
将180g丙烯酰胺、2g聚丙烯酰胺、30g乙酰苯、10g三丙烯酸季戊四（醇）酯及5g过氧化苯甲酰与5g乙醇胺一起，均匀地混合溶解于600g丙酮中，调制成光聚合溶液。
厚度50微米的聚乙烯薄膜，按实施例2进行同样的处理，然后用浸渍法均匀地涂敷上述光聚合溶液，在60℃-75℃下、以10-12米/分的速度对经过涂敷的薄膜连续地照射紫外线。
试验结果如表1所示。
实施例6
将50g丙烯酸、2g聚丙烯酸、30gN-乙烯基吡咯烷酮、3g聚-N-乙烯基吡咯烷酮、20g二苯甲酮、10g乙醇胺（光敏剂）以及15g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯均匀地溶解于500g丙酮中，调制成光聚合溶液。
厚15微米的聚丙烯薄膜，按实施例2进行同样的处理，然后用浸渍法涂敷3-5微米的上述光聚合溶液，紧接着在50℃±5℃下、以10-15米/分的速度照射紫外线，使之表面改性。
试验结果如表1所示。
实施例7
将54g甲基丙烯酰胺、130g2-羟乙基甲基丙烯酸酯、15g三乙胺及10g三羟甲基丙烷三甲基丙烯酸酯均匀地混入580g乙醇中，调制成光聚合溶液。
1mm厚、20cm×20cm大小的聚-4-甲基-1-戊烯薄膜，按照实施例2进行同样的处理，然后均匀地涂敷上述光聚合溶液，在50°±5℃下、以10米/分的速度对经过涂敷的薄膜连续照射紫外线，使该薄膜的表面具有吸水性。
试验结果如表1所示。
实施例8
厚度2mm、宽10cm、长10cm的聚甲基丙烯酸甲酯薄板，用电晕放电机处理后，用实施例7中的光聚合溶液均匀地涂敷，然后照射2分钟紫外线，使之表面改性。
试验结果如表1所示。
实施例9
2mm厚、10cm×10cm大小的聚碳酸酯薄板，按照与实施例8同样的方法使薄板的表面具有吸水性。
试验结果如表1中所述。
实施例10
厚50微米的聚戊二烯薄膜，按照与实施例5同样的方法进行改性处理。
试验结果如表1所示。
实施例11
3mm厚、10cm×10cm大小的聚苯乙烯薄板，用硫酸溶液进行5分钟的予处理，然后在其上面涂敷实施例2中的光聚合溶液，利用紫外线使该聚苯乙烯薄板表面改性。
试验结果示于表1中。
经试验证实，按实施例1-11制备得到的吸水性高分子物质，其疏水性高分子化合物与亲水性单体或高分子化合物化学地结合起来，同时具有亲水性和疏水性，由于进行了交联因而不溶解于水。
比较例1C
除了不进行电晕放电处理外，按照与实施例2同样方式使聚乙烯薄膜的表面改性。
试验结果示于表1中。
比较例2
除了不添加交联剂外，按照与实施例5同样方式使聚乙烯薄膜的表面改性。
试验结果示于表1中。
表1C
实施例与比较例中的各种薄膜的接触角的变化及其对于水滴的耐久性
由表1所示的结果可以清楚地看出，在实施例1-11中，处理后的接触角是20℃-0℃，因此，薄膜的表面上根本不产生水滴。此外，耐久性也非常好。
与此相反，在比较例1-2中，处理后的接触角与处理之前基本上相同，产生了水滴。另外，耐久性极差。