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。

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。

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。

氟硅污损脱附型防污涂料的性能研究与应用

污损海生物对船舶等设施的黏附,给航运业节能减排工作带来极大阻碍。污损脱附型防污涂层由于具有极低的表面能和平滑的表面,能够有效抑制污损生物的黏附,但是同样存在物理机械性能较差的弊端,使其在外力的作用下易划伤破损,极大影响了污损脱附型防污涂层的推广应用。本研究中通过采用含氟固化剂将F-C链段引入污损脱附型防污涂层三维空间网络中,另外通过添加特定功能填料增强涂层内部致密程度,从两种途径有效增强污损脱附型防污涂层的物理机械性能。三维视频显微镜观察氟硅污损脱附型防污涂层的微观表面形貌,发现经过含氟固化剂和特种功能填料改性后,涂层具有更加光滑致密的微观形貌。经过为期一年的静态实海防污性能考察,相比市售传统污损脱附型防污涂层,氟硅污损脱附型防污涂层具有更加优异的防污性能。研究结果表明,氟硅污损脱附型防污涂层具有更优异的力学性能和防污性能。

基于“云-数-地”教学模式的生态学实践课程教学改革与探索

作为生态学实践教学的重要环节,生态学实践是培养学生针对特定生态学问题,设计合理取样和实验方案;面向生态学数据,使用统计学方法处理观测数据并合理解释数据分析结果的必要手段,对学生生态学基础理论知识的巩固和加深具有重要意义。分析目前生态学实践课程教学中存在的主要问题,包括缺乏开放共享式的实践教学模式,实践教学内容更新不及时,实践教学模式固定,不利于生态学知识点之间的应用、拓展等。针对以上问题同时结合新冠感染疫情防控常态化的相关要求,提出基于“云计算-大数据处理-地面调查”的生态学实践课程教学模式。基于“云-数-地”的生态学实践教学通过构建线上实践教学资源数据库,依托遥感数据云处理技术,在实践内容模块化基础上,创建开放共享式实践教学平台。学生通过这一平台可以实现团队协作开展实践设计、实践过程实时更新及实践成果共享,有效提高学生的实践能力和创新思维能力。在此基础上,从教学设备维护和更新、在线资源优化、实践内容的交叉融合及强化实践过程和实践能力考核等方面提出生态学实践课程改革的具体举措。最后,从促进前沿信息技术和专业基础知识的结合、促进实践教学效率和质量的提高、促进实地调查与线上教学资源的有机结合等方面分析生态学实践课程改革的效果,以期为改革创新本科实践教学策略、加速课程现代化建设和提高人才培养质量提供有益参考。

基于丙烯酸硅烷酯长效自抛光防污涂层性能的测试方法

借助动态海水模拟装置模拟船舶航行的服役状况,通过定期测试丙烯酸硅酯防污涂层防污性能参数(厚度、表面粗糙度、表面形貌、抛光速率)随时间的变化规律,研究涂层表面物理特性的动态变化,并对丙烯酸硅酯防污涂层进行了耐淡水浸泡、室外曝晒以及实海挂板防污性能测试。结果表明:该防污涂层具有优异的耐室外曝晒和耐淡水浸泡性能,北海挂板防污期效达到60个月,可满足水下设施对长效防污涂层的防污需求。动态模拟实验技术与防污涂层实海挂板相结合可实现涂层防污性能的低成本、快速评价。该方法不仅可以用于评估防污涂料的防污性能,而且还可用于涂料配方的筛选和改进,加快海洋防污涂料的研发步伐。

溶蚀型海洋防污涂料制备及其性能

目的合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该树脂制备中期效短期效溶蚀型海洋防污涂料。方法自由基聚合法合成具有溶蚀性能的丙烯酸基体树脂,用该基体树脂配以市场价格较便宜性价比较高的有机类防污剂代森锌、吡啶硫酮锌、敌草隆等,颜填料,助剂等制备溶蚀型海洋防污涂料。通过实海挂板试验、耐淡水浸泡测试、涂层微观样貌对涂层进行表征。结果丙烯酸基体树脂聚合物的数均分子量控制在25000左右较为合适,即聚合反应温度控制在110℃,引发剂用量为4份时较为合适。羧酸单体的含量为25%~30%时,基体树脂具有较好的溶蚀性能。制备的溶蚀型防污涂料经24个月实海挂板试验验证,具有优异的防污期效,经过12个月淡水浸泡,涂层不起泡、不脱落。防污涂层表面微观样貌表征,基体树脂的溶蚀性能,防污剂溶出后,涂层表面粗糙度增大,表面留有孔洞。结论该溶蚀型防污涂料具有优异的防污性能,能够防止海洋附着生物对船底和其他海洋设施的污损,可适用于中小型渔船对短期效海洋污损防护需求。

纳米填料对环氧涂料防腐耐磨性能影响的研究

环氧树脂由于其本身的附着力强,耐化学药品性和耐磨性也很好,所以被广泛应用于防腐涂料上。但是由于其自身脆性等缺点,在使用中通常需要对其进行改性处理。其中,各种纳米粉体对环氧树脂的改性得到了广泛的关注,对于提高环氧涂料的耐腐蚀性和耐磨性等性能发挥了重要作用。主要综述了纳米粉体在提高环氧树脂涂料的防腐性和耐磨性等方面的研究进展,介绍了纳米粉体分散改性的先进方法和表征手段,对纳米填料应用于重防腐耐磨环氧涂料的发展进行了展望。

新型防污剂的合成、生物毒性以及防污性能的研究

介绍了N,N′-二苯氧乙氧基丙基二硫代二丙酰胺(PEPD)等5种二硫代二丙酰胺类化合物(PD)的合成,采用红外光谱(IR)和核磁波谱(1HNMR)对其进行了结构表征。并对这5种化合物进行了抑菌和杀藻的生物毒性研究,抑菌实验结果表明,5种受试化合物对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、裂殖酵母菌均具有较好的抑制效果,其中PEPD对3种菌株的MIC值分别为0.1250mg/mL、0.0625mg/mL、0.1250mg/mL;杀藻实验结果表明,5种化合物对湛江叉边金藻等4种藻类均具有较好的杀灭作用,其中以PEPD的抑制性能最显著,24h和48h的LC50分别为2.10μg/mL和1.55μg/mL。以5种化合物为防污剂制备了海洋防污涂料,5个月的实海挂板结果显示较空白板只有少量大型污损生物附着。

天然防污剂的研究现状

许多天然产物及其提取物均具有一定的防污活性,将其开发为高效无毒的环境友好型防污剂已成为防污技术发展的趋势。主要论述了将天然陆生植物以及天然海洋生物中海洋植物、海洋无脊椎动物和海洋微生物作为防污剂的研究现状。

N,N′-二丁氧基甲基二硫代二丙酰胺的合成、抑菌和防污性能研究

介绍了异噻唑啉酮的中间体N,N′-二丁氧基甲基二硫代二丙酰胺(BMD)的合成,产率91.2%,并通过红外光谱(FT-IR)和核磁波谱(1HNMR)对BMD结构进行表征。对BMD进行了抑菌性能的研究,结果显示BMD对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、裂殖酵母菌的最小抑菌浓度分别为0.125 mg/mL,0.25 mg/mL,0.125 mg/mL。以BMD为防污剂制备海洋防污涂料,173 d的实海挂板结果与空白板相比较,仅有少量大型污损生物附着。

船舶螺旋桨表面防护涂层性能研究

空泡腐蚀及海生物污损是制约螺旋桨推进性能发挥的主要障碍。本工作结合实验室性能评价及实船应用研究对设计制备的螺旋桨防护涂层进行了综合性能的考察。在实验室内对螺旋桨防护涂层进行了表面形貌的观察、表面能的计算及表面粗糙度的测量,与传统的自抛光防污涂层相比,螺旋桨防护涂层具有更加平滑的表面。抗空蚀试验表明,经过100 h对冲,螺旋桨防护涂层表面仅有轻微失光,且失重小于5 mg。水动力性能测试结果表明涂覆螺旋桨防护涂层后对水动力性能无影响。16个月的实船应用结果表明,螺旋桨防护涂层整体应用效果良好,仅导边处有小面积区域涂层破损,但无膜下扩散现象,表面附着的污损生物可轻易被高压水冲掉。研究结果表明,螺旋桨防护涂层对保障螺旋桨推进效率,延长其服役寿命具有重要意义。

社会角色理论在发展项目管理课程教学中的应用

采用小组工作、案例研究、项目实践等方法,对社会角色理论在项目管理教学中的应用进行了系统分析,结果表明,通过教学改革,建议学生参与发展项目实践并进行职业角色演练,培养学生社会职业角色认识、促进职业角色适应和学生与员工的职业角色转变。建议教师在教学过程中明确自身的角色定位,根据教学需要调整教学方法,保证大学生职业角色培养的连贯性。社会角色理论在发展项目管理教学中的应用,完善了项目管理学教学理论,促使高等教育与社会实践紧密结合,提高管理学科的教学水平。

不同耕作措施对黑土腐殖酸组成与红外光谱特性的影响

选择公主岭市范家屯长达10年的耕作处理试验地,采集了不同耕作处理模式下的土壤样品,利用元素分析、可见光谱、红外光谱分析了不同处理对黑土的0～20cmHA结构的影响。结果表明:旋耕深松、宽窄行交替休闲处理下HA的N/C,H/C,O/C值明显高于翻耕垄作、旋耕垄作处理;翻耕垄作处理下0～20cm土壤胡敏酸E4/E6值最小,芳构化程度高;而宽窄行交替休闲处理下0～20cm土壤胡敏酸的E4/E6值最大,其芳化度最低;旋耕深松和旋耕垄作下表层0～20cm土壤胡敏酸的E4/E6值相同,与翻耕处理相比其芳化度有所降低;红外光谱吸收峰分析表明,翻耕处理下表层土壤胡敏酸中杂环氮的数量增加,宽窄行交替休闲处理下表层土壤胡敏酸结构中的含氮化合物数量、脂肪族化合物数量增加,而旋耕垄作处理增加了表层土壤胡敏酸结构中的OH基、脂肪族的CH2官能团、氨基化合物含量;旋耕深松、翻耕垄作处理增加其表层胡敏酸结构中的C=O基及C—O基数量。

免耕条件下玉米残茬处理对农田表层土壤结构性能的影响

立足于东北冷凉风沙区采用的玉米垄作免耕方式,通过始于2003年的彰武县保护性耕作定点试验,比较研究留茬、覆盖和灭茬3种不同玉米残茬处理方式对农田表层（0-30 cm）土壤结构性能的影响。研究结果表明,覆盖处理在改善土壤结构性能方面效果最明显。在0-10 cm1、0-20 cm和20-30 cm土层中,〉0.25 mm水稳性团聚体含量和团聚体稳定率均为覆盖〉留茬〉灭茬,且均随土壤深度增加而减小。在不同土层中,土壤容重表现为灭茬〉留茬〉覆盖,土壤总孔隙度呈现出覆盖〉留茬〉灭茬,且随着耕层加深,呈递减趋势。在不同土层中,覆盖处理的砂粒含量均低于留茬和灭茬处理,但随着耕层加深,各处理黏粒含量未呈现规律性变化。

含氟丙烯酸硅酯自抛光防污涂料的研制

制备了既具有低表面能性能又具有自抛光性能的含氟丙烯酸硅酯树脂,讨论了含氟丙烯酸单体用量对树脂水解性能的影响,并对树脂结构进行了表征;采用制备的含氟丙烯酸硅酯树脂制备了无锡环保型自抛光防污涂料,并对其性能进行了研究,结果表明该自抛光防污涂料具有良好的防污性能。

N,N′-二丁氧基丙基二硫代二丙酰胺的合成、生物毒性与防污性能

用胺解法合成了N,N′-二丁氧基丙基二硫代二丙酰胺(BPD),产率85.6%,用IR和1HNMR对其结构进行了表征。对BPD进行了抑菌、杀藻性能考察,结果显示,BPD对金黄色葡萄球菌、大肠杆菌、裂殖酵母菌的最小抑菌质量浓度分别为0.0625、0.25、0.125g/L;对湛江叉边金藻24h和48h的半致死质量浓度分别为1.77mg/L和1.44mg/L。以BPD为防污剂制备了海洋防污涂料,173d的实海挂板结果较空白板仅有少量污损生物附着。

船舶螺旋桨耐空泡腐蚀防污涂层研制及性能研究

船舶螺旋桨表面空泡腐蚀问题和海生物污损问题一直是多年来的难题。文中采用高附着力环氧底漆、缓冲弹性环氧漆、弹性有机硅连接漆和耐空蚀有机硅面漆配套,研制出一种适用于船舶螺旋桨表面兼具耐空泡腐蚀功能和防污功能的涂层配套体系。经过40 h的涂装工具头或100 h的对冲耐空蚀性能测试,试验结果表明:配套涂层表面仅有轻微失光现象,失质量小于5 mg。水筒试验结果证实涂覆配套涂层对螺旋桨水动力性能无影响。涂层体系经过300 h划水试验后,所有桨叶涂层整体较为完好。目前最长已取得11个月实船应用结果,配套涂层整体应用效果良好,仅导边涂层有小面积区域破损,但无膜下扩散现象,表面附着的污损海生物可轻易被高压水冲洗掉。

东北冷凉风沙区不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响

以东北冷凉风沙区普遍采用的玉米垄作保护性耕作方式为研究对象,通过定点试验(2004～2007年),研究不同保护性耕作措施对玉米耕层土壤肥力水平的影响。研究结果表明:不同保护性耕作措施下的土壤微生物数量均大于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)>留茬(B1)>灭茬(B3)。灭茬方式(B3)的土壤脲酶活性最高,留茬覆盖(B2)处理前期土壤脲酶活性较低,但后期增长迅速。留茬覆盖(B2)措施对土壤碱性磷酸酶活性的影响最显著。不同保护性耕作措施土壤有机质含量均高于传统耕作(CK),其中留茬覆盖(B2)比对照高1.58%,但差异不显著。同一种保护性耕作措施下土壤有机质含量都表现出随覆盖年限的延长而提高的趋势,留茬覆盖(B2)方式的有机质含量增加明显,2007年比2004年增加0.18g·kg-1。年际间不同保护性耕作措施下的土壤碱解氮、速效磷和速效钾的含量均高于传统耕作(CK),且随着保护性耕作方式实施年限延长,同一种保护性耕作措施下的土壤碱解氮和速效磷的含量呈现增加趋势,其中留茬覆盖(B2)的增幅最大,2007年比2004年分别增加35.3%和32.7%。

双苯甲酰胺类辣素结构化合物的合成、抑菌及防污性能

以N-羟甲基苯甲酰胺和取代芳烃为原料,合成了N-(3-苯甲酰胺甲基-2-羟基-4,5-二甲基苄基)苯甲酰胺(A)、N-(3-苯甲酰胺甲基-2-羟基-4,6-二甲基苄基)苯甲酰胺(B)、N-(4-苯甲酰胺甲基-2-羟基-3,6-二甲基苄基)苯甲酰胺(C)、N-(3-甲基-5-苯甲酰胺甲基-2-羟基苄基)苯甲酰胺(D)、N-(4-甲基-5-苯甲酰胺甲基-2-羟基苄基)苯甲酰胺(E)、N-(5-苯甲酰胺甲基-2-羟基-3-甲氧基苄基)苯甲酰胺(F)和N-(5-苯甲酰胺甲基-2-甲氧基-4-甲基苄基)苯甲酰胺(G)共7种双苯甲酰胺基取代的类辣素结构化合物。通过红外光谱(IR)和核磁氢谱(1 H NMR)对其结构进行了表征。抑菌试验结果表明化合物F和化合物G对2种受试菌金黄色葡萄球菌和大肠杆菌的抑制活性最高,最小抑菌浓度均可达到0.125mg/mL。以该7种化合物为辅助防污剂,复合氧化亚铜制备海洋防污涂料,实海挂板120天后,除含D试片外其余6个试片均表面光洁无污损生物附着,表现出优良的防污性能。