一种基于射频辉光放电光谱仪的防污漆中铜元素含量的快速检测方法

利用射频辉光放电光谱仪测定防污漆中铜元素含量,可在1h内准确测定出结果,同时分析渗出层的厚度,可以快速判定防污漆的防污效果。相比于传统的采用电感耦合等离子体原子发射(ICP-OES)或者原子吸收光谱仪的测量方法,该方法具有以下优势:不需要复杂冗长的前处理过程,测试时间短,也不会产生废酸等废液,同时可以分析渗出层的厚度。经测试发现,模拟实验后防污漆表层铜元素含量为41.0%,随着深度的增加,铜元素含量先快速降低,随后缓慢增加,最后趋于平稳。由表面剥蚀到5μm深度时,铜含量降到最低值40.5%。此深度也就是“渗出层”的厚度。随着深度进一步增加,铜含量增加至40.9%,在23.0μm趋于稳定。

新型有机硼防污剂在自抛光防污涂料中的匹配稳定性和防污性能研究

本工作探究了一种新型有机硼防污剂——4-异丙基吡啶甲基二苯基硼烷(4-IPDMB)在防污涂料中的稳定性和防污性能。以稳定水解的丙烯酸硅树脂为自抛光基体树脂,以4-IPDMB为主防污剂,以吡啶硫酮锌、溴代吡咯腈或异噻唑啉酮等作为辅助防污剂,制备了多种防污涂料,并进行性能表征。首先采用一步自由基聚合法成功制备了一种具有稳定抛光速率的丙烯酸硅树脂,抛光速率测试结果表明该丙烯酸硅树脂的抛光速率为4μm/month。按配方将如上组分配制成涂料后,通过附着力试验、储存稳定性试验和浅海静态挂板试验对4-IPDMB在防污涂料中的配方匹配稳定性和防污能力进行了表征。结果表明,含有4-IPDMB的防污涂料具有良好的防污性能,当与其他辅助防污剂混合后,附着力、防污性能和储存稳定性均产生一定程度的变化,需进一步探究4-IPDMB与辅助防污剂之间的潜在化学反应,指导配方优化。

无锡自抛光防污涂料研究进展

海洋污损生物附着问题一直影响海洋运输与海洋工程行业的发展。为减轻海洋生物附着所带来的困扰,防污涂料被广泛应用,而无锡自抛光涂料(TFSPC)因其卓越的防污性能和低毒性而成为防污涂料市场的主流产品。详细探讨了无锡自抛光涂料的工作机理、成分组成以及目前的应用状况。

基于拉曼光谱的含铜自抛光防污涂料的性能研究

海洋生物污损现象常常发生于涉海材料及海事设备的表面,造成了严重的经济损失及安全隐患。防污涂料可通过缓慢的毒剂释放来达到缓解海洋污损生物的目的,是极为经济高效的措施之一。其中防污剂是防污涂料功能实现的主体组分。然而,有关含铜自抛光防污涂料(Cu_(2)O-SPC)中防污剂氧化亚铜(Cu_(2)O)的检测及在服役过程中的成分变化研究较少。鉴于此,本工作探究了Cu_(2)O-SPC表面特征及防污剂Cu_(2)O在服役过程中的成分变化。扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)结果表明,Cu_(2)O-SPC表面存在明显的颗粒相和非颗粒相,其中颗粒相存在大量的Cu、C、O元素,非颗粒相存在Cu、C、O、Fe、S、Si等元素。拉曼(Raman)光谱结果表明,选定Cu_(2)O-SPC中Cu_(2)O的追踪拉曼特征峰为409 cm^(-1),抛光磨蚀前后Cu_(2)O-SPC的特征峰值发生了变化;对Cu_(2)O-SPC部分区域进行原位分析发现Cu_(2)O特征峰强度及峰面积降低并且波动减小。这表明抛光磨蚀前后Cu_(2)O-SPC中Cu_(2)O浓度发生了变化,且对Cu_(2)O进行追踪发现,防污涂料服役过程中Cu_(2)O向外界进行了缓慢扩散,并且于防污涂料内部在浓度差的驱动下由高浓度向低浓度进行了扩散。本工作有助于明确海洋装备用防污涂料表面形貌及成分、防污剂浓度转变,为防污涂料关键化学组分追踪和量化分析提供了新的思路。

丙烯酸硅烷酯柔性自抛光防污涂料制备及性能

以甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸丁酯、丙烯酸异辛酯、丙烯酸甲氧基乙酯、丙烯酸三异丙基硅酯为单体,制备了丙烯酸硅烷酯基体树脂,将其与韧性树脂(液态聚丁二烯)共同作为成膜共混树脂,并以Cu_(2)O作为主要防污剂组分、吡啶硫酮铜(CuPT)和代森锌(Zineb)为辅助有机防污剂组分,配制了柔性自抛光防污涂料。对丙烯酸硅烷酯基体树脂进行了FTIR表征和玻璃化转变温度(Tg)测定,对成膜共混树脂进行了SEM测试,对柔性自抛光防污涂料进行了柔韧性、附着力、吸水率和防污性能测试。结果表明,丙烯酸硅烷酯基体树脂的Tg=–20.54℃时,具有较好的物理机械性能;韧性树脂可以作为外增塑手段增加丙烯酸硅烷酯基体树脂的柔韧性,当m(丙烯酸硅烷酯基体树脂)∶m(韧性树脂)=7∶3时,成膜共混树脂的相容性最好;柔性自抛光防污涂料柔韧性为1级,在弹性体基材表面附着力达到4.0 MPa;经过60 d测试,吸水率为1.1%~1.2%;浅海浸泡挂板36个月显示出明显的防污效果。

新型无毒防污涂料

综述了近年来开发出的几种新型防污涂料的情况,从防污机理出发,重点介绍了低表面能防污涂料、仿生涂料、无锡自抛光防污涂料等,并对无毒防污涂料今后的发展进行了展望。

晋祠泉域岩溶地下水防污性能评价与水质保护区划分

晋祠泉域岩溶水是太原市生活和工农业生产等重要的水源。文章以新划分的晋祠泉域岩溶水系统为评价对象,在欧洲方法及“水量脆弱性评价”的基础上,选取包气带厚度、入渗补给强度、上覆地层岩性及岩溶含水层的富水性4个指标,进行泉域岩溶水系统防污性能评价及水质保护区划分。结果表明:泉域泉源保护区主要分布在晋祠公园及周边;一级保护区主要分布在汾河主干流、西山山前碳酸盐岩裸露区,屯兰川、天池河及柳林河碳酸盐岩渗漏段等;二级保护区主要分布在泉域北部、汾河北岸等;准保护区主要分布在汾河南岸、东南部的太原盆地地区等。

一种结构仿生防污涂料的制备

仿生防污涂料是通过模拟海洋生物的皮肤和结构,或者提取海洋生物体内的防污物质制备出的防污涂料。本文采用简单盐溶解法,通过模拟软珊瑚上层透明层和下层多孔层的复合结构,以不同方式添加软珊瑚体内的防污化学物质糖精、加巴喷丁和正癸酸,制备了组成不同的仿生防污涂料,并对涂料的防污性能进行了研究。研究结果表明,糖精∶加巴喷丁∶正癸酸为47∶23∶25样品的压缩模量最小,糖精∶加巴喷丁∶正癸酸为42∶33∶25样品和糖精含量为0.01 g的样品压缩模量次之。压缩模量越小,越容易变形。糖精∶加巴喷丁∶正癸酸为47∶23∶25样品的透明层和多孔层的表面能最小,分别为22.2 mJ/m^(2)和16.0 mJ/m^(2)。糖精∶加巴喷丁∶正癸酸为42∶33∶25样品和糖精含量为0.01 g样品的透明层和多孔层的表面能次之,分别为22.7 mJ/m^(2)、22.9 mJ/m^(2)和16.1 mJ/m^(2)、16.5 mJ/m^(2)。表面能越小,疏水性越好,防污性能越好。对样品进行了抗污渍实验和静态抑菌实验,研究表明:和加入单一防污组分的仿生防污涂料相比,将三种防污组分全部加入的仿生防污涂料具有更好的防污效果;加入糖精的样品比加入其它单一防污组分的样品防污效果更好。

船用防污涂料研究进展

综述了近年来船用防污涂料发展现状,简要讨论了船用防污涂料技术分类与防污机理,并对船用防污涂料常用防污性能测试方法进行了总结分析。最后,对船用防污涂料的发展方向进行了展望。

丙烯酸锌自拋光海洋防污涂料的研究进展

丙烯酸锌自抛光海洋防污涂料既具有以往含锡涂料的自抛光防污性能,同时又是环境友好型的海洋防污涂料,是未来防污涂料发展的方向。本文对国内外有关丙烯酸锌防污涂料的研究现状以及环境友好型防污剂的研究进展进行综述,提出丙烯酸自抛光防污涂料存在的问题和挑战,并对丙烯酸锌自抛光防污涂料的发展趋势进行展望。

船舶防污减阻涂料研究进展

海洋生物污损引发船体腐蚀加速、寿命缩短、航行阻力增加以及燃料损耗增加等问题,已成为海洋工业的全球性问题。随着人们对海洋环保意识的提高,传统防污涂料释放防污剂的污染问题被日益关注,研究环境友好型防污减阻涂料逐渐成为发展趋势。本文综述了两种防污减阻涂料的研究进展,污损释放型涂料以有机硅和有机氟为研究重点,仿生防污涂料主要研究仿生表面结构与天然活性物质等。本文阐述了现有研究的优缺点及未来研究方向,最后展望了防污减阻涂料的应用前景与发展方向。

汽车用聚丙烯材料的防污抗菌性能研究

针对汽车内饰用聚丙烯(PP)材料的防污抗菌性能展开研究,开发了车用内饰防污抗菌PP材料。建立了车用内饰非金属材料的防污抗菌性能评价方法,并且研究颜色、纹理及材料配方对PP材料防污抗菌及力学性能的影响。研究结果表明,颜色、纹理及材料配方对PP材料的防污抗菌性能均有影响。改性后防污抗菌PP材料的力学性能变化不明显,且满足车用内饰材料要求。

海洋防污涂料研究进展

海洋生物附着导致的生物污损会对船舶、海上平台和仪器等海洋设备造成破坏,也可能对海洋生态平衡带来不利影响,因此一直是国内外的关注焦点。防污技术的发展经历了金属、涂料、防污涂料等过程,其中,给海洋装备涂装防污涂料被认为是防止其被海洋生物污损最为经济有效的方法,但传统防污涂料存在环境污染问题。随着环境保护要求日趋严格,防污损材料机理研究的不断深入,新型海洋防污涂料正得到越来越多研究者的关注和更广泛的应用。首先对海洋防污涂料的分类进行了简单介绍;然后围绕化学防污、物理防污、仿生/智能防污涂料,分别阐述了各种涂料的防污机理和最新研究进展;最后,对海洋防污涂料的未来发展进行了展望。

海洋防污涂层技术研究进展和应用现状

防污涂层是应对海生物污损难题最为有效的技术手段。文章首先对近年来接触型、降解型、污损释放型防污涂层材料的研发及应用现状进行了梳理,重点对比自抛光型及污损释放型两类防污涂料的优缺点——前者性能优异但面临环境污染风险,后者不含有毒物质但性能有待提升。随后从前沿科学角度对防污涂层的发展方向进行简要展望;借助智能响应、仿生等技术手段赋予涂层材料自适应响应及智能可控性,有望满足未来海洋船舶及装备的高性能防护要求。

新工科背景下STEM模式研究生课程改革探索——基于“海洋污损及防污技术”校企共建课程

本文分别从项目选题、课程目标、课程改革内容、课程改革效果及评价四个方面,描述了多学科交叉理论课程设计、专业实践教学设置、多渠道学术交流平台建设。STEM(Science,Technology,Engineering and Mathematics)就是融合科学、技术、工程等领域的知识和技能,体现出“高层次的专业教育”和“以研究为主的特征”。

自抛光防污涂层的水渗透特性及其对抛光速率的影响研究

本文采用电化学阻抗谱法(EIS)对比分析了水在两种商业化丙烯酸硅自抛光防污涂层A1和A2中的渗透行为,并通过动态模拟实验测试了两种涂层在3.5%人工海水中的抛光速率。EIS测试结果表明,水在两种丙烯酸硅自抛光防污涂层中的渗透均呈典型的Fick扩散,进而拟合计算得到涂层A1的饱和吸水体积百分率约为11.5%,涂层A2的饱和吸水体积百分率约为20%。动态模拟实验表明防污涂层A1在人工海水中的抛光速率为0.15μm/d,涂层A2的抛光速率为0.26μm/d。饱和吸水体积百分率较大更有利于丙烯酸硅树脂水解,抛光速率更快。

丙烯酸酯类无氟防污整理剂的合成及在羊毛织物上的应用

为提升羊毛织物的防污性能,首先采用酸性蛋白酶对织物进行预处理来增加粗糙度,然后以甲基丙烯酰氧丙基三(三甲基硅氧烷基)硅烷(M3T)与甲基丙烯酸十八烷酯(SMA)为功能单体,合成无氟防污整理剂MS,并将其应用于羊毛织物的防污整理。整理后织物的水接触角由118.6°提高为150.5°,花生油润湿时间由4 s提高至3 min,具有良好的防水性能与防油污性能,且整理后织物经20次洗涤后接触角仍有141.7°,经过3000次摩擦后接触角为139.7°,具有良好的耐洗性与耐摩擦性。

一种用于海管挖沟的防污装置研发与应用

海管后挖沟是目前广泛应用于水下工程领域的一种对新建海管行之有效的保护方法。挖沟时由于水流喷冲作用,会产生大量泥沙和污水,对环境造成一定损坏。随着现在环境保护力度越来越强,越来越多的项目要求挖沟作业时使用防污装置,以用于在施工中控制和减少对环境造成的污染。本文以某项目为例,介绍一种可以用于海管挖沟作业的防污装置,经实践证明对挖沟过程中的污染能够起到有效防护作用,且可以根据不同水深变化进行自动调整,在未来具有广阔的应用前景。

功能化MWCNTs/Ag对环氧涂料耐腐蚀和防污性能的影响

目的研究聚多巴胺(PDA)改性的MWCNTs/Ag复合材料(MWCNTs/Ag@PDA)对水性环氧树脂涂层结构、耐腐蚀性和防污性能的影响。方法首先制备MWCNTs/Ag复合材料,并利用聚多巴胺(PDA)对其进行改性,最后将不同的复合粉末加入水性环氧树脂中制备复合涂层,通过XRD、拉曼、XPS和SEM对不同粉末的形貌结构以及不同复合涂层的氮脆截面形貌进行分析。通过黏附力,EIS、极化以及抗三角褐指藻的防污测试对涂层的机械性、耐腐蚀性以及防污性能进行检测。结果MWCNTs成功负载纳米Ag颗粒,PDA对MWCNTs/Ag改性后,改善了MWCNTs/Ag在环氧树脂中的分散性。随着复合粉末填料的添加,涂层的黏附力升高,添加MWCNTs/Ag@PDA的复合涂层黏附力最高为4.29 MPa。在3.5%(质量分数)NaCl中浸泡28 d之后,空白涂层和添加MWCNTs/Ag的环氧涂层(MA/WEP)的耐腐蚀性能与浸泡初期相比都大幅下降,而添加MWCNTs/Ag@PDA的环氧涂层(MAP/WEP)没有变化。在三角褐指藻海水溶液中浸泡7d之后,MAP/WEP表面的海藻最少,且该涂层表面会释放Ag^(+),会破坏附着在涂层表面三角褐指藻结构的完整性,使其失活。结论PDA能够明显改善MWCNTs/Ag复合材料在环氧树脂中的分散性,且添加MWCNTs/Ag@PDA可以提升涂层的黏附力,增强涂层的耐腐蚀性能和防污性能。

改性聚氨酯在海洋防污涂料中的研究进展

由于海洋生物污损对人类造成的危害日益严重,海洋防污成为海洋资源开发中亟待解决的问题,为此,人们探索了许多防污对策。其中,涂覆防污涂料是最经济有效、也是目前应用最广泛的方式。鉴于传统海洋防污涂料对生态环境造成的巨大危害,聚焦绿色、高效、环保型海洋防污涂料,总结了改性聚氨酯在海洋防污方面的发展现况及研究进展。聚氨酯涂料分为溶剂型和水性,2种聚氨酯涂料都具有耐溶剂性等良好特性,水性聚氨酯涂料更加绿色环保,溶剂型聚氨酯涂料具有良好的耐水性,二者都可作为基体树脂用于海洋防污领域,从而减少海洋结构表面的生物污损。通过对聚氨酯涂料进行改性,可以进一步提高其防污性能。对改性聚氨酯在海洋防污涂料中的应用进行了综述,分析了现存问题和改进方案,以期为海洋防污涂料的研发提供参考和建议。