基于自清洁型海洋智能防污涂层的最新研究进展

从自修复防污涂层、可逆切换粘附表面、自更新动态表面3个方面介绍了自清洁型海洋智能防污涂层技术的研究进展,及其在延长涂层服役寿命和主动防污方面起到的关键作用。自修复涂层通过微胶囊或可逆动态键修复破损的超疏水表面,延长其防污寿命。通过可逆切换粘附表面响应pH、应力或温度变化,进行亲/疏水表面的可逆切换,从而使污染物脱附。自更新动态表面可以根据周围微环境变化产生响应,发生聚合物降解、脱落、杀菌剂控制释放等行为,不仅可以减少污损生物的附着,而且可以使附着污损脱附。综述了自清洁型海洋智能防污涂层的研究成果,介绍了智能涂层在提高海洋防污方面的特点。基于现有研究的不足,对智能涂层的响应机制和应用方面的研究进行了展望。

环氧改性聚硅氧烷污损释放涂层的制备及其力学性能研究

目的以有机硅树脂为基体树脂,环氧树脂作为改性剂,制备了一种力学性能较高且具有污损释放特性的防污树脂涂层。方法首先采用γ-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和环氧树脂(E51)反应得到硅烷化环氧树脂(ME51);然后以甲基三氯硅烷(MTS)、二甲基二氯硅烷(DDS)和苯基三氯硅烷(PTS)为原料,通过水解-缩合法制备有机硅树脂(PMPS);最后将ME51添加到PMPS树脂中,经常温固化得到具有高力学性能和低表面能特性的环氧改性硅树脂(MPMPS)。系统地研究了环氧含量对MPMPS树脂涂层力学性能和防污性能的影响。结果与PMPS相比,当环氧含量(均以质量分数计)为30%时,MPMPS涂层的铅笔硬度从HB提升至4H,抗冲击性从30cm提升至60cm,柔韧性仍保持在3mm,附着力从1.3MPa提升至3.6MPa,25℃下储能模量从206MPa提升至503MPa。MPMPS树脂涂层不仅具有良好的力学性能,还具有较低的表面自由能(24.66 mJ/m^(2));MPMPS在抗芽孢杆菌黏附实验、抗三角褐指藻黏附实验和90 d浅海浸泡的防污实验中,表现出与PMPS同样优异的污损释放性能。结论当环氧含量为30%时,MPMPS涂层表现出最佳的力学性能,同时具有良好的防污性能。

低合金钢在模拟海洋低温环境下的电偶腐蚀研究

为研究低温环境下(0~20℃),温度的变化对低电位差耦合体系电偶腐蚀效应的影响,采用电化学方法、失重法和形貌观测法研究了907A钢、921A钢和980钢构成的低电位差三金属耦合体系在不同温度的海洋环境下的电偶腐蚀行为。结果表明:在不同温度的环境下,907A钢作为三金属偶对体系的阳极,921A钢、980钢为阴极,随着温度的上升,907A钢的电偶腐蚀系数增大。此外,低电位差的电偶对(<60 mV)之间也存在严重的电偶腐蚀,电偶效应加速了作为阳极金属907A钢的小孔腐蚀,增加了海洋装备的失效风险。在低电位差的多金属耦接件的使用过程中须进行涂层与阴极保护完全防护。

污损释放型防污涂料研究进展

在海洋资源的开发与利用过程中,如何解决海洋污损是海洋科学研究的热点和难点。其中,污损释放型防污涂料以其环保无毒/低毒的特点成为了当前研究的焦点之一。介绍了有机硅、有机氟、氟硅改性及基于仿生原理的污损释放型防污涂料的研究进展,并且探讨了未来的发展方向。

腐蚀产物MgO对Fe基合金在固态和熔融NaCl-MgCl_(2)中高温耐蚀性能的影响

熔融氯化盐是下一代聚光式太阳能热发电站(第3代CSP)候选传热和储热介质,含MgCl_(2)的熔融氯化盐对金属传热管道和储热容器腐蚀后在其表面形成MgO,MgO对管道耐腐蚀性能影响尚不清楚。通过对比碳钢和3种Fe-Cr-Ni合金在固态(345℃)和熔融NaCl-MgCl_(2)(445和545℃)中的腐蚀行为,分析了MgO对4种试样在不同温度下的腐蚀行为机理。结果表明,在固态NaCl-MgCl_(2)中,碳钢表面MgO壳致密且连续,可以保护试样免受腐蚀。在熔融NaCl-MgCl_(2)中,4种试样表面也生成了致密的MgO壳,但它因热应力作用而开裂和剥落,熔融盐沿着氧化膜裂纹渗入MgO/基体界面,发生化学-电化学联合腐蚀反应,不能保护试样免受该熔盐腐蚀。