海水浸泡对聚乙二醇聚氨酯涂层结构及性能的影响

摘要

海洋生物易附着于船舶及海洋设施上从而对其造成严重的危害，用防污涂料保护这些设施可以显著减缓或者防止这种危害。随着社会的发展及人们环保意识的增强，具有表面两相分离结构的聚氨酯涂层材料是当前高分子防污材料的研究热点。本文的研究工作就是从制备聚氨酯涂层出发，结合聚氨酯的两相分离结构和聚乙二醇的强亲水性而具有的减少蛋白质的非特异性吸附的性能，制备出一种新型的防污涂层。
　　 本论文选用研究中广泛使用的原料异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)、聚乙二醇(PEG)和聚丙二醇(PPG)，采用两步法合成了一系列具有亲/疏水结构的聚氨酯。通过研究海水浸泡前后聚乙二醇聚氨酯涂层结构及性能，主要得到以下结论:
　　 1.随着PEG含量的增加，合成的聚氨酯溶液的粘度随着增大;制备的聚氨酯涂层的两相分离程度、晶化程度、弹性模量、邵氏硬度也随着增大;涂层表面的水接触角和二碘甲烷接触角随着PEG含量的增加而变小，其表面能随着PEG含量的增加而变大;涂层的吸水率也随着PEG含量的增加而变大。
　　 2.30天海水浸泡后，聚氨酯涂层的两相分离程度和晶化程度都减弱了，因此其弹性模量变小，硬度变大;涂层的分子量因为氨酯键水解断裂而变小;浸泡海水之后，未加PEG和添加少量PEG的涂层的表面能增大，加入PEG的量为50％或更多时，涂层的表面能减小，且随着PEG含量的增加其减小量增大。
　　 3.聚氨酯涂层经海洋细菌附着实验证明，随着PEG含量的增加，涂层防海洋细菌附着的能力加强。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景

1．1．1 海洋生物污损危害及其附着机理

1．1．2 海洋防污涂料的发展

1．2 聚氨酯材料

1．2．1 聚氨酯的结构特点

1．2．2 聚氨酯的合成原理及工艺

1．2．3 聚氨酯的合成原料

1．2．4 聚氨酯的氢键化及微相分离结构

1．2．5 聚氨酯材料及应用

1．2．6 聚乙二醇聚氨酯

1．3 本论文研究目的和主要研究内容

1．3．1 研究目的

1．3．2 研究思路及主要研究内容

第2章 研究方法

2．1 实验化学试剂及仪器设备

2．2 聚氨酯溶液的合成

2．3 聚氨酯涂层的制备

2．4 涂层表征

2．5 吸水率

2．6 海洋细菌附着

第3章 实验结果及讨论

3．1 聚氨酯涂层的结构

3．1．1 FTIR表征

3．1．2 XRD表征

3．1．3 DSC表征

3．1．4 GPC表征

3．1．5 表面能

3．1．6 吸水率

3．2 表面形貌

3．2．1 CLSM表征

3．2．2 AFM表征

3．3 力学性能

3．3．1 拉伸性能

3．3．2 邵氏硬度

3．4 海洋细菌附着

3．5 涂层与海水作用机制

第4章 结论

参考文献

致谢