污損生物黏附在海洋環(huán)境中的船舶、艦艇以及各種海洋設(shè)施、設(shè)備等的表面,對船舶、艦艇的航速及其性能造成嚴重的影響,嚴重制約我國海洋運輸業(yè)的發(fā)展和海洋資源的開發(fā)與利用。依靠防污涂料的毒性抑制污損生物附著的方法因其污染海洋環(huán)境而逐漸被淘汰。廣譜、高效、環(huán)保型新材料、新方法以及新技術(shù)的研發(fā),對我國艦船及相關(guān)海洋設(shè)施的節(jié)能降耗、提高裝備可靠性和耐用年限、增強艦船機動性和作戰(zhàn)能力,將產(chǎn)生積極深遠的影響,具有極高的經(jīng)濟利益和重大的軍事戰(zhàn)略意義。海洋中的許多動、植物天生就具有防止海洋生物污損的能力。受大自然的啟發(fā),本論文基于仿生學(xué)原理,以海豚和珊瑚為仿生原型,制備了一種新型的海洋防污彈性復(fù)合膜。該彈性防污復(fù)合膜以室溫硫化硅橡膠作為復(fù)合膜的基體材料,以有機硅季銨鹽作為抑菌填料,通過添加石墨烯對基體材料的力學(xué)性能進行改性,采用機械共混法復(fù)合制備而成。該彈性防污復(fù)合膜即具有類似海豚皮膚的高彈性,又能釋放抑菌劑有效抑制海洋細菌在膜表面上的黏附。利用電子掃描電鏡對所制備的純硅橡膠、石墨烯含量分別為0.18%、0.36%和0.72%的GP膜進行了石墨烯分散性電鏡觀察試驗,試驗結(jié)果表明:當(dāng)石墨烯含量在0.36%以下時...

【文章頁數(shù)】：105 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 生物污損的概念與污損生物的種類
        1.1.2 海洋生物污損的危害
    1.2 海洋生物污損形成的過程
        1.2.1 生物污損條件膜的形成
        1.2.2 生物污損微生物膜的形成
        1.2.3 污損生物群落的形成
    1.3 海洋防污技術(shù)
        1.3.1 海洋防污涂料的發(fā)展史
        1.3.2 新型防污涂層的發(fā)展現(xiàn)狀
    1.4 仿生技術(shù)在工程上的應(yīng)用
        1.4.1 單元仿生技術(shù)在工程上的應(yīng)用
        1.4.2 多元耦合仿生技術(shù)在工程上的應(yīng)用
        1.4.3 自然界生物對防污技術(shù)的啟示及應(yīng)用
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 彈性防污復(fù)合膜的設(shè)計思路及其制備
    2.1 仿生原型的選取
    2.2 仿生信息的處理
    2.3 彈性防污復(fù)合膜的設(shè)計
        2.3.1 基體材料的選取
        2.3.2 基體材料/RTV-2力學(xué)性能的改性
        2.3.3 抑菌填料的選取
    2.4 彈性防污復(fù)合膜的制備
        2.4.1 實驗儀器和實驗材料
        2.4.2 彈性防污復(fù)合膜的制備過程
    2.5 本章小結(jié)
第三章 彈性防污復(fù)合膜的表征及其性能測試
    3.1 SEM掃描電鏡試驗
        3.1.1 試驗步驟
        3.1.2 試驗觀察結(jié)果及分析
    3.2 接觸角及表面能測試
        3.2.1 引言
        3.2.2 接觸角測試試驗
        3.2.3 表面能計算
        3.2.4 試驗結(jié)果與討論
    3.3 GP膜的力學(xué)性能試驗
        3.3.1 石墨烯含量對GP膜力學(xué)性能的影響試驗
        3.3.2 測試樣件的準備
        3.3.3 測試過程
        3.3.4 試驗結(jié)果及分析
    3.4 彈性防污復(fù)合膜的力學(xué)性能試驗
        3.4.1 抑菌填料對彈性防污復(fù)合膜的力學(xué)性能影響試驗
        3.4.2 試驗方法及過程
        3.4.3 試驗結(jié)果及討論
    3.5 海水浸泡試驗
        3.5.1 人工海水的配制
        3.5.2 試驗過程
        3.5.3 試驗結(jié)果及分析
    3.6 本章小結(jié)
第四章 彈性防污復(fù)合膜防污抑菌性能試驗研究
    4.1 引言
    4.2 試驗儀器及材料
    4.3 動態(tài)防污抑菌試驗設(shè)備介紹
    4.4 試驗前的準備
        4.4.1 試驗樣件的準備
        4.4.2 試驗用海水的配制
        4.4.3 泛養(yǎng)副球菌的培養(yǎng)
    4.5 試驗方法
        4.5.1 動態(tài)防污抑菌試驗方法
        4.5.2 靜態(tài)防污抑菌試驗方法
    4.6 試驗結(jié)果及分析
        4.6.1 動態(tài)防污抑菌試驗樣件的前后對比
        4.6.2 動態(tài)抑菌試驗結(jié)果及分析
        4.6.3 靜態(tài)抑菌試驗結(jié)果及分析
        4.6.4 動態(tài)-靜態(tài)防污抑菌試驗結(jié)果對比
    4.7 本章小結(jié)
第五章 彈性壁面抑制細菌黏附的模擬實驗研究
    5.1 引言
    5.2 EDEM軟件及其與FLUENT軟件的耦合
        5.2.1 EDEM軟件簡介
        5.2.2 FLUENT軟件簡介
        5.2.3 EDEM-FLUENT耦合
    5.3 EDEM模擬
        5.3.1 細菌模型的建立
        5.3.2 接觸模型
        5.3.3 相關(guān)參數(shù)設(shè)定
        5.3.4 仿真過程
    5.4 FLUENT模擬
        5.4.1 前處理
        5.4.2 FLUENT求解
    5.5 EDEM-FLUENT耦合計算結(jié)果及分析
        5.5.1 彈性壁面與剛性壁面細菌黏附情況對比結(jié)果及分析
        5.5.2 不同彈性模量下,彈性壁面細菌粘附情況結(jié)果及分析
        5.5.3 不同細菌形態(tài)下,彈性壁面細菌粘附情況結(jié)果及分析
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 工作展望
參考文獻
導(dǎo)師及作者簡介
致謝



本文編號：3824841