含硅嵌段共聚物海洋防污涂层的制备及性能研究

摘要

随着2008年有机锡类杀生型防污涂层被全面禁止使用，具有一定微观形貌的低表面能防污涂层因抗海洋生物粘附性能优异，并且节能环保，被视为海洋防污涂层的重要发展方向之一。然而目前的低表面能海洋防污涂层存在表面形貌构筑工艺复杂、防污途径单一的问题，使得防污效果较差。因此，开发一种简单可行的方法来调控防污涂层表面微观形貌，同时有机结合多种防污途径具有重要的理论研究意义和实际应用价值。本文将低表面能活性含硅嵌段共聚物与结合天然防污剂的纳米粒子复合，结合化学键合与物理缠结作用，通过多层涂覆工艺制备了具有一定取向微观形貌、防污性能优异的涂层，并进一步探究了在实际应用中，涂覆工艺对防污涂层性能的影响。主要研究成果如下： 采用活性阴离子聚合方法在室温下对苯乙烯、六甲基环三硅氧烷、2,4,6-三乙烯基-2,4,6-三甲基环三硅氧烷进行聚合，制备了聚苯乙烯-b-聚（二甲基硅氧烷-stat-乙烯基甲基硅氧烷）（PS-b-P（DMS-stat-VMS））嵌段共聚物。所制备的嵌段共聚物分子量分布指数为1.37，具有微相分离结构，疏水性能良好，表面能为27.31 mN/m。 采用溶剂热法制备了结晶完善、尺寸为80 nm左右的CoFe2O4/明胶磁性纳米球。将辣椒素通过氢键作用负载于 CoFe2O4/明胶纳米球表面，负载量可达92 mg/g，并且在模拟海洋环境中不发生脱附。将负载了辣椒素的 CoFe2O4/明胶纳米球与PS-b-P（DMS-stat-VMS）嵌段共聚物复合，制备了具有取向微观形貌的防污涂层。涂层具有良好的减阻性能和抗蛋白吸附性能，使基材表面的舟形藻附着量下降10倍以上，在50 Pa的水流冲刷力下对舟形藻的脱除率达36%。 采用喷涂工艺，结合化学键合与物理缠结作用通过多层涂覆方式在钢材表面涂覆了具有不同尺度微观形貌的海洋防污涂层。涂层与基材的粘结性较强，表面能为24.13 mN/m，弹性模量为4.97 MPa，耐热性好，并且在模拟海水的pH和盐度条件下不发生破损。所制备的涂层具有长效防污的性能，为研发新型环保高效的海洋防污涂层提供了新的方法和思路。

目录

声明

第1章 绪论

1.1前言

1.2海洋生物淤积概况

1.3 海洋防污涂层的研究进展

1.4 防污涂层表面形貌构筑技术

1.5 研究目的及内容

第2章 PS-b-P（DMS-stat-VMS）嵌段聚合物的制备及性能研究

2.1 引言

2.2 实验部分

2.3 结果与讨论

2.4 本章小结

第3章 含硅嵌段共聚物防污涂层的制备及性能研究

3.1 引言

3.2 实验部分

3.3 结果与讨论

3.4 本章小结

第4章 含硅嵌段共聚物防污涂层的工艺研究

4.1 引言

4.2 实验部分

4.3 结果与讨论

4.4 本章小结

第5章 结论

参考文献

附录：硕士期间发表的论文

致谢