隨著人類海洋活動(dòng)的增加以及海洋經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,海洋污損生物產(chǎn)生的危害和造成的損失日漸突出.因此,海洋生物污損的防治技術(shù)及防護(hù)材料的研發(fā)受到各國政府的高度重視和支持,已成為一個(gè)世界性的課題.本文簡要介紹了海洋污損生物及其黏附、生長機(jī)制,重點(diǎn)綜述了海洋防污涂料的最新研究成果,并對防污涂料未來的發(fā)展進(jìn)行了展望,旨在為具有生態(tài)環(huán)保特征的新型污損防護(hù)涂料及技術(shù)的開發(fā)有所裨益. 

【文章來源】：汕頭大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2020,35(02)

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

生物污損過程[7]

圖2是海水中涂料防污劑的釋放機(jī)制及（甲基）丙烯酸酯共聚物的結(jié)構(gòu)與反應(yīng)[1].對不溶性的疏水共聚物涂料（見圖2(a）），海水可經(jīng)由基體孔道擴(kuò)散入涂層內(nèi)部，可溶性顏料和防污劑溶解后隨海水逸出，留下失去填充物的孔，孔隙率的增加將加速防污劑的釋放；對于可溶性的丙烯酸酯類共聚物涂料，由于（甲基）丙烯酸酯基團(tuán)在微堿性條件下會(huì)緩慢水解（見圖2(d）），涂層表面將因海水的溶蝕呈現(xiàn)出不規(guī)則的形貌.此情況下，涂層的溶蝕速率和孔隙率是影響防污劑的滲出率的兩個(gè)關(guān)鍵因素.對于自拋光型的防污涂料，在海水的不斷浸蝕下，涂層中的可溶性物種逐漸溶解，浸出區(qū)域隨之延深，共聚物膜亦將變脆，容易受海水的沖刷而層層剝落，裸露出新鮮表面以供隨后釋放防污劑（自拋光效果）.此外，Edwin等[23]將甲基丙烯酸羥乙酯、聚乙二醇甲基丙烯酸酯按照1∶1的質(zhì)量比混合，再添加適量的氧化銅制得納米氧化銅水凝膠防污劑，而后噴涂于漁網(wǎng)表面，防污損測試效果顯著.最近，張廣照教授的課題組[24]制備了含有防污劑的生物可降解自拋光聚合物，成功突破了“微塑料”產(chǎn)生的環(huán)保問題，在“掛片”防污實(shí)驗(yàn)中也取得了明顯的效果.但此類環(huán)保防污涂料的有效防污期較短，通常為3～6個(gè)月，還無法在航海及海洋工程產(chǎn)業(yè)中普遍使用.可以預(yù)見，新型、環(huán)保、長效的防污材料仍將是今后海洋防污領(lǐng)域的研發(fā)重點(diǎn).2.2 物理防護(hù)型涂料

具有自清潔功能的超疏水性有機(jī)-無機(jī)復(fù)合型涂料是新一代的生物污損防護(hù)材料.Selim等[30-31]利用原位合成法在有機(jī)硅彈性體中引入無機(jī)納米粒子NP(NP:ZnO、Ag,GO-Al2O3納米棒及二氧化硅包覆的TiO2或β-MnO2納米棒），制備了系列PDMS/NP有機(jī)-無機(jī)復(fù)合型防污材料，系統(tǒng)地研究了上述無機(jī)納米填料的粒徑、形貌及在PDMS中分散度等對有機(jī)硅彈性體的結(jié)構(gòu)、物化性質(zhì)及力學(xué)性能的影響，發(fā)現(xiàn)無機(jī)納米粒子的適量添加能增大表面粗糙度，降低表面能，而且還能有效調(diào)控PDMS的親/疏水性質(zhì)，使其具有自清潔和殺菌功能.以PDMS/β-MnO2復(fù)合涂料為例（見圖4），填料β-MnO2為單晶結(jié)構(gòu)，平均直徑為20-30 nm，長度為0.5-1μm.材料表征及水接觸角實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，β-MnO2納米棒均勻地分散于PDMS中，涂層具有超疏水性（水接觸角為158°）和低表面能的特征（12.65 mN/m），且表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性和機(jī)械性能.90天的海水防污現(xiàn)場試驗(yàn)中，填充量為0.5 wt%的PDMS/β-MnO2納米涂層的防污性能較單一的PDMS涂層有顯著的提高.3 總結(jié)與展望

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]有機(jī)硅和氟樹脂在海洋防污涂料中的應(yīng)用研究進(jìn)展[J]. 葉章基,陳珊珊,張金偉,藺存國,馬春風(fēng),張廣照,吳建華.  涂料工業(yè). 2018(01)
[2]海洋防污高分子材料的綜合設(shè)計(jì)和研究[J]. 解來勇,洪飛,劉劍洪,張廣照,吳奇.  高分子學(xué)報(bào). 2012(01)
[3]納米氧化亞銅的制備及其在防污涂料中的應(yīng)用[J]. 高紅秋,于良民,趙靜,隋晶.  上海涂料. 2008(12)
[4]海洋生物污損的防治方法及研究進(jìn)展[J]. 黃運(yùn)濤,彭喬.  全面腐蝕控制. 2004(01)



本文編號(hào)：3213311