海洋防污涂层用含氟聚合物设计研究进展

目的综述用于海洋防污涂料的含氟聚合物设计研究进展,为开发研究新产品提供参考。方法参考国内外相关文献40余篇,对于海洋防污涂层适用的含氟聚合物材料的设计研究进展进行简要概述。结果主要对于液晶性结构和两亲性结构含氟聚合物涂层材料分子的设计研究进展进行了概述,综述了近年来关于含氟聚合物的分子设计和防污性能之间关系的相关研究,展示了基于含氟聚合物的海洋防污涂料最新成果。结论杀生型海洋防污涂料由于环保和健康方面的问题受到人们的广泛关切,环境友好的基于含氟聚合物的低表面能抗污损型和污损脱落型防污涂层成为未来的重要发展方向。     

青岛港湾微型污损生物群落研究——不同涂层的碳钢/海水界面生物膜初探

 海洋微型污损生物膜会影响金属腐蚀过程和防污涂料性能,是污损生物群落的初级食物链,一直是国内外的研究焦点。研究了冬季青岛中港海水中暴露100余天的碳钢表面形成的腐蚀产物膜,以及载玻片、HT防腐涂层和NFGP600防污涂层表面形成的生物膜,采用电化学技术研究材料表面生物膜特征,运用SEM、EDS、XRD表征生物膜形态和物质组成,分析生物膜细菌、硅藻和原生动物的种类及形貌。研究表明,生物膜由细菌、硅藻、原生动物和海水中无机、有机颗粒组成;钢/海水界面同时发生钢的腐蚀和微型生物附着过程,两个过程互相作用使碳钢表面形成不定型、松软、不连续的腐蚀产物膜;防腐涂层表面生物膜由于原生动物对菌藻的蚕食和碳酸盐的存在,形成了较为疏松的生物膜,而防污涂层表面没有原生动物的影响,形成了致密的生物膜,在一定程度上能够隔绝海水环境。     

新型环保船舶防污涂料的研究进展

简要概述了船舶防污涂料的发展，重点介绍了仿生防污涂料、生物化学防污涂料及低表面能防污涂料的国内外研究进展和应用现状，最后展望了新型环保防污涂料的发展方向。     

水性抗菌耐污氟碳涂料的研究

以水性氟碳涂料为基础涂料,添加nano-TiO2/Ag复合型抗菌剂,在金属表面获得了一种抗菌、耐污涂层。详细地研究了复合抗菌剂用量对涂层杀菌率、接触角、耐污性能的影响,确定抗菌剂的含量为3%时,涂层具有良好的耐污、抗菌综合性能。通过对涂层表面形貌的微观表征,证实添加抗菌剂后,涂层表面均匀分布了一层纳米颗粒,使得涂层具有良好的耐污、抗菌性能。通过性能检测,表明制备的水性抗菌、耐污氟碳涂料,具有良好的理化性能,可以用于金属表面的装饰和防护。     

防淡水壳菜附着涂料的快速评价指标体系

涂料防止淡水壳菜附着是一种相对可行、高效的防治方法,提出能够快速评价防附涂料效果好坏的指标是筛选防附涂料的关键依据。该文利用人工附着试验研究了市场上17种商用混凝土防护涂料(聚脲、硅烷、环氧树脂等)防止淡水壳菜附着的效果,分析不同材料上的附着足丝数、附着力强度、表面接触角等,提出防护涂料防淡水壳菜附着性能的快速评价指标。结果表明:淡水壳菜的平均附着足丝数和平均附着力与材料表面的接触角呈负相关关系,与表面自由能色散力分量(Fowkes法)呈正相关关系,与固液界面能(ZDY法)呈负相关关系,与固体表面自由能(ZDY法)呈正相关关系。因此,涂层表面的接触角、表面自由能色散力分量、固液界面能和固体表面自由能等指标大小可以作为防附涂料效果好坏的快速评价指标,将为南水北调等跨流域大型调水工程防附涂料的选择提供科学指导。     

舟山桃花岛养殖海区生物附着特性及新型防附着材料开发初步应用研究

海洋养殖网设施上的生物附着历来是海水养殖中面临的突出问题,不同养殖海区有不同特性,至今没有得到良好解决。为分析附着生物变化规律,研究防附着措施,本文通过实海挂网试验,对桃花岛养殖海区的附着生物种类、附着期、附着程度以及水层分布特性进行了研究,同时测试了一种新型量子仿生防污涂料对桃花岛养殖海区的适用性。结果表明:试验水域的附着生物主要有水螅、石莼、鸭毛藻、麦秆虫、紫贻贝等,种类和组成结构相对单一,对水体交换影响较大的主要是水螅和石莼。水螅在表、中、底层均有分布,附着高峰在5月底,覆盖面积率为98%;石莼多附着在0.5 m水层以上,从7月中旬开始附着,数量较大,覆盖面积率为80%左右。新型量子仿生防污涂料对桃花岛养殖海区具有较好的防污效果,试验结果可为桃花岛养殖海区附着生物的防除提供参考。     

防污涂料/海水界面的原生动物初探

【目的】探讨利用微型生物作为防污涂料防污性能的"生物标示"的可行性。【方法】在总结近几年来海港微型生物试验的基础上,针对在海洋中广泛存在的原生动物纤毛虫进行初步探讨,试图开发原生动物作为防污鉴定的"生物标示"。【结果】在青岛中港进行初步调查,发现在涂有环氧系底漆、有机硅系低表面能防污涂料和亚铜系自抛光防污涂料的试片上共有9类纤毛虫,其中侧口类、管口类和游仆类3类纤毛虫显示出较大活性。从纤毛虫数量及其变化可明显得出3类涂层的防污性能的优劣。【结论】侧口类、管口类和游仆类3类纤毛虫有望开发为"生物标示"。     

多功能水性低表面处理涂料及涂层防护性能

基于锈蚀碳钢表面,针对一种多功能型的酸性水性低表面处理涂料中主要防锈组分和配制工艺对涂料和涂层性能的影响进行研究,考察涂层的防护性能,并与同类进口涂层进行对比. 结果表明:在基材表面处理等级为St1时,涂层附着力随着防锈组分含量的增加均呈现先上升再下降的趋势,螯合剂所含活性基团稳定了基材表面锈蚀,带来涂层附着性能的提高. 复合锈转化剂将基材表面锈蚀络合转化,进一步提高涂层附着力. 最佳配制工艺为后加复合锈转化剂与低速搅拌相结合. 所得涂层在基材表面处理等级分别为St1和St3时附着性能无明显差异,附着力达5 MPa. 涂层耐蚀性能也无明显差异:耐盐水1200 h,耐盐雾1000 h,耐紫外老化2000 h,远高于进口同类水性带锈底漆,适合应用于大气环境中复杂钢铁构件的维护.     

深海环境通用自清洁防污涂层的研究

针对我国深海防污研究与应用刚起步且防污涂料产业技术及工艺落后的现状,该项目从我国南海资源勘查开发的迫切需求出发,优选出了综合性能优良的4种防污涂料基础材料——2种含辣素功能结构的丙烯酸金属盐树脂和2种二硫代二丙酰胺防污剂,并优化了其制备工艺,实现了规模化生产;针对南海的应用环境,通过复配技术优化防污涂料配方体系,研发了具有通用技术特性的自清洁防污涂料,并实现了规模化生产,在潜标、船舶等设施上进行了示范应用,效果良好;从防污性能加速评价方法和具有协同防污作用的防污涂料复配技术方面完善防污涂料理论与技术体系,探索深海环境防污涂层技术体系及其应用。     

聚乙烯类渔网防污涂料的筛选

【目的】对聚乙烯类渔网防污涂料的柔韧性和附着性能进行表征评价。【方法】从8种基体树脂中筛选出3种柔韧性和附着性能表现良好的树脂:丙烯酸树脂、氯醚树脂MP25和氯醚树脂MP45,并使用前两种树脂制备出3种适用于聚乙烯类渔网的防污涂料(编号Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ),然后采用浸涂法对聚乙烯类渔网进行涂装并实海挂网,最后利用扫描电镜对渔网涂膜进行表征。【结果】氯醚树脂MP25作为基体树脂所制备的防污涂料在聚乙烯类渔网上的附着力与柔韧性均较好。【结论】扫描电镜可以对聚乙烯类渔网防污涂料进行筛选并对其性能进行表征;氯醚树脂MP25是制备聚乙烯类渔网防污涂料较理想的茎体树脂。     

Progress of marine biofouling and antifouling technologies

Adhesion of marine fouling organisms on artificial surfaces such as ship hulls causes many problems, including extra energy consumption, high maintenance costs, and increased corrosion. Therefore, marine antifouling is an important issue. In this review, physical and biochemical developments in the field of marine biofouling, which involves biofilm formation and macro-organism settlement, are discussed. The major antifouling technologies based on traditional chemical methods, biological methods, and physical methods are presented. The chemical methods include self-polishing types such as tributyltin (TBT) self-polishing co- polymer coatings, which despite its good performance has been banned since 2008 because of its serious environmental impact. Therefore, other methods have been encouraged. These include coatings with copper compounds and biocide boosters to replace the TBT coatings. Biological extracts of secreted metabolites and enzymes are anticipated to act as antifoulants. Physical methods such as modification of surface topography, hydrophobic properties, and charge potential have also been considered to prevent biofouling. In this review, most of the current antifouling technologies are discussed. It is proposed that the physical antifouling technologies will be the ultimate antifouling solution, because of their broad-spectrum effectiveness and zero toxicity.     

表面接枝不同分子量聚乙二醇的聚氨酯材料的抗粘附性能研究

通过利用聚多巴胺与氨基基团的共价反应,将不同分子量的氨基聚乙二醇单甲醚(mPEG-NH_2)固定于聚氨酯(PU)材料表面,并系统地研究了不同分子量聚乙二醇修饰的聚氨酯材料表面的抗粘附性能.实验中采用了三种不同分子量的氨基聚乙二醇单甲醚,分别是分子量1 000、2 000和5 000.对修饰后的材料表面进行的X射线光电子能谱测试及静态接触角测试证实了不同分子量的聚乙二醇成功地接枝于聚氨酯材料表面.通过对材料表面在不同时间段抗金黄色葡萄球菌粘附效果的分析,以及抗血小板粘附测试,系统地探讨了聚乙二醇分子量的不同对所修饰材料表面抗粘附效果的影响.并针对由分子量2 000与5 000的聚乙二醇修饰的材料表面进行了抗细菌生物膜测试.     

HSi-g-A151的制备及其对纳米Si_3N_4的表面改性

通过甲基含氢硅油与乙烯基硅氧烷(A151)的接枝反应,制备大分子硅氧烷偶联剂(HSi-g-A151),并用其对纳米Si3N4粉体进行表面修饰,通过沉降实验、透射电镜分析、粒度测定、热重分析和表面自由能分析等手段对改性前后的粉体进行表征.结果表明:大分子硅烷偶联剂对纳米Si3N4粉体为化学改性,改性后的纳米Si3N4粉体在二甲苯中悬浮稳定,粒径分布在30 nm左右,纳米颗粒表面自由能由79.8 J.m-2下降到39.4 J.m-2.     

单脉冲能量对铝合金微弧氧化陶瓷层性能的影响

单脉冲能量是影响微弧氧化工艺过程及氧化陶瓷层性能的重要因素。在恒压模式下,通过改变脉冲频率和占空比实现对单脉冲能量大小的控制,系统研究了单脉冲能量对铝合金微弧氧化陶瓷层的厚度、表面显微硬度、以及表面和截面形貌等的影响规律。结果表明:随着单脉冲能量的增大,微弧氧化陶瓷层厚度呈增大趋势;表面显微硬度呈先增大后减小趋势;陶瓷层表面形貌趋于凸凹不平,表面粗糙度逐渐增大。     

MoO_3/ZrO_2的制备及对二甲基硅油合成反应的催化性能

采用浸渍法制备固体酸催化剂MoO_3/ZrO_2,研究该催化剂的性能并考察该催化剂对二甲基硅油合成反应的影响。利用XRD、BET和NH_3-TPD分别测定催化剂晶型结构、表面性质和酸性,并将制备好的MoO_3/ZrO_2酸催化剂应用于二甲基硅油的合成反应,通过单因素实验,研究不同MoO_3含量和煅烧温度对催化活性的影响,以及该催化剂活性及重复使用性能。结果表明:一定量的MoO_3可以使ZrO_2单斜相向四方相转变,增加样品的比表面积,提高酸强度;MoO_3质量分数10%、煅烧温度800 ℃为最佳催化剂制备条件;催化剂用量为1%时,产物收率及分子量达到最大,且重复使用4次以下,催化活性保持较高水平。     

硅橡胶表面硅烷反应几丁聚糖涂层的实验研究

用氧低温等离子体处理硅橡胶,在其表面引入羟基,然后利用硅烷偶联剂的硅烷反应,通过中间物戊二醛在硅橡胶表面制备了几丁聚糖涂层.X射线光电子能谱(XPS)和衰减全反射傅立叶变换红外光谱(ATR-FTIR)测试证实在硅橡胶表面成功制备了几丁聚糖涂层,表面接触角测试表明几丁聚糖涂层明显提高了硅橡胶的亲水性.     

硅氧烷型光/潮气双固化保形涂料用树脂的设计和生产

该文根据硅氧烷型光一潮气双固化涂料用树脂的分子结构及构成手段,从分子设计的角度介绍了几种具有不同“桥”联的硅氧烷型光-潮气双固化涂料用树脂的生产方法．     

PAN纤维致密性与油剂渗透的相关性研究

通过调整成纤条件改变PAN纤维的致密程度,经后续的上油工序制得含有油剂的PAN纤维。采用体密度表征纤维的致密程度;借助直流电弧原子发射光谱(DC-Arc-AES)和电子探针(EPMA)分别表征Si原子含量及其微区分布;借助孔分析和粒度分析分别表征PAN纤维中的孔径分布和油剂分子的粒径。结果表明,油剂分子的平均粒径小于纤维的平均孔径,通过范德华力作用吸附于纤维表面,并从纤维表面的开孔渗透进入纤维内部,到达纤维的芯部。凝固浴温度升高,纤维的致密性下降,渗透进入纤维内部的油剂分子数量增加。凝固浴浓度上升、预牵伸倍数提高,纤维的致密性增加,渗透进入纤维内部的油剂分子数量减少。