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。

污损脱附型海洋防污材料研究进展

总结了近年来环境友好型污损脱附型海洋防污材料的研究进展,包括基于聚乙二醇和水凝胶的抗污涂层,基于两性离子聚合物和超支化聚合物的纳米复合材料,以及基于氟树脂和硅橡胶的脱污涂层,并对未来污损脱附型海洋防污材料的研究方向进行了展望。

污损阻抗型漆酚基聚氨酯防污涂层的制备及性能研究

以天然漆酚为硬段,可生物降解的聚己内酯二醇为软段,通过调控软硬段比例,设计合成系列漆酚基聚氨酯(UPC),研究了不同固化方式(热固化和N3390固化剂辅助室温固化)制备的UPC涂层的热稳定性、机械性能和表面特性,并考察了涂层的防污性能。结果表明,UPC单体的热稳定性随漆酚含量的增加而增大,同时UPC涂层对基材具有较强的粘附力,成膜性好,力学强度和柔韧性在一定范围内也随着硬段组分漆酚含量的增加而增大。热固化的UPC涂层表面疏水性都在90°以上,高于固化剂辅助室温固化的UPC涂层。良好的疏水性、较低的表面能和弹性模量赋予UPC涂层高效的污损脱附特性,从而表现出对细菌和海藻粘附良好的抑制作用。该漆酚基聚氨酯涂层不含任何防污剂,是一种绿色、环境友好且性能优良的生物质基海洋防污材料。

污损阻抗型有机硅基防污涂料研究进展

海洋生物污损对海洋工业造成严重影响,导致船舶阻力及油耗上升、海水输送管道堵塞、腐蚀加速等问题。基于有机硅弹性体的污损脱附型涂层具有环境友好、减阻节能、性能长期稳定的优点,应用前景广阔。但其污损脱附性能依赖于强水流冲刷,且无法阻抗污损生物的黏附,不能满足海洋工程装备在静态条件下服役的防污需求。近年来,国内外学者通过化学与物理改性制备了系列具有污损阻抗性的有机硅涂层,包括共混/接枝两亲性添加剂、两性离子、防污剂等,提高了有机硅涂层的静态防污性能。本文综述了相关进展,对不同改性方法的优缺点进行了分析,并展望了有机硅防污涂层的发展方向。

环境友好型防污高聚物的研究进展

海洋生物污损问题是一个困扰很久的世界性问题,随着人们对环保的要求越来越高,合成环境友好型防污高聚物成为了一个重要的研究方向。本文分别介绍了抗蛋白吸附防污高聚物、两亲性防污高聚物、污损脱附型防污高聚物以及可降解防污树脂的合成研究,重点介绍了可降解防污树脂的降解、防污机理以及主链可降解侧链可水解防污树脂的合成,可降解树脂利用自身可在水或酶的作用下降解为小分子,最大限度地降低对海洋的污染,并且面对复杂的实海状况无明显短板,因此发展前景最好。

聚硅氧烷两亲共聚物的制备及防污性能

以聚二甲基硅氧烷(PDMS)、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯(PEGDMA)和三乙氧基氢硅烷(VTOES)为原料,通过两步硅氢加成合成了一系列(PDMS-b-PEG)_(m)两亲性多嵌段聚合物。通过与2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵(QAS)混合制备了季铵官能化的两亲性有机硅基防污涂层。研究结果表明:(PDMS-b-PEG)_(m)多嵌段聚硅氧烷两亲共聚物和QAS-多嵌段硅氧烷两亲共聚物涂层表面均存在微相分离结构,其微相分离程度在PEGDMA单体摩尔分数为60%时最明显,且在引入QAS基团后其表面微相分离程度均变得更加明显,且随着亲水链段的增加,抗蛋白效果更好,在PEGDMA单体摩尔分数为60%,QAS含量为3%时防污性能达到最佳。经90 d的实海挂板实验发现,共聚物涂层具有良好的海洋防污性能。