本文關(guān)鍵詞：新型無毒釋放型防污涂層的制備及其性能研究

  更多相關(guān)文章： 污損釋放性能 低表面能涂層 微納米結(jié)構(gòu) 兩親性涂層 自清潔

【摘要】：在新形勢下,向海洋求發(fā)展新機(jī)遇是中國的一項關(guān)注民生的戰(zhàn)略,而拓展海洋事業(yè)需要對海洋工程材料進(jìn)行合理的防污保護(hù)。防污涂層中常添加的有機(jī)錫或氧化亞銅對海洋環(huán)境的危害已引起人們的高度重試,而該類產(chǎn)品的禁止使用,使得人們迫切需求真正高效、環(huán)保、便捷的防污涂層產(chǎn)品,因此,新型環(huán)境友好型防污涂層材料的研發(fā)工作迫在眉睫。本項目制備了兩種新型無毒釋放型防污涂層材料,并結(jié)合海南島的地理優(yōu)勢檢測其防污性能,并初步探索其防污機(jī)理。 第一種是疏水性釋放型防污涂層。試驗中首先以聚苯乙烯-聚丁二烯-聚苯乙烯(SBS)和乙烯基氟硅油(BD-FT-LSR)為反應(yīng)物制備了一種低表面能樹脂,再合成SBA-15介孔分子篩并以之為載體負(fù)載納米銀作為防污劑,將有機(jī)低表面能樹脂與無機(jī)載銀防污劑混合,形成雜化防污涂層。通過IR、1H NMR、GPC分析聚合物的結(jié)構(gòu),通過XRD、 SEM、 TEM等手段檢測防污劑的特征。結(jié)合SEM、 EDS、以及接觸角測量結(jié)果分析涂層表面形貌和組成,通過實驗室評估和實海掛版試驗研究涂層的防污性能。檢測結(jié)果表明,分子篩載銀防污劑的添加不僅促使含氟基團(tuán)向表面遷移,還使涂層表面形成了一種類似于荷葉表面的微納米結(jié)構(gòu),這些變化使得其疏水性大大增強(qiáng)。實驗防污性能評估結(jié)果表明,分子篩載銀防污劑可以有效的增強(qiáng)涂層的抑菌效果和抗附著能力。但是,實海掛板試驗結(jié)果顯示,所制備的涂層雖然在初期具有很好的抗附著能力,隨著時間的增長,抗附著能力逐漸喪失,釋放性能也很弱。 結(jié)合第一種涂層的基礎(chǔ)及結(jié)論,實驗中設(shè)計并制備了另一種兩親性釋放型防污涂層。實驗在合成的低表面能樹脂的基礎(chǔ)上接枝聚乙二醇(PEG)制備了一種兩親性的樹脂材料,并以之作為原料制備新型的防污涂層。為評估這種涂層的防污性能,實驗中分別在人工環(huán)境和實海環(huán)境下對涂層樣品進(jìn)行測試,并利用IR、1H NMR表征聚合物的合成,結(jié)合涂層表面接觸角測量、XPS、彈性模量、SEM等分析其防污性能變化的原因,并探索其防污機(jī)理。防污性能測試結(jié)果顯示,新合成的兩性防污涂層具有很好的防污性能,且實海環(huán)境下6個月仍能實現(xiàn)表面自清潔。此外,依據(jù)其它表征測試結(jié)果分析得出這種防污性能無法用粘附力正比于基材表面的彈性模量和基材表面臨界表面張力乘積的平方根這種理論來解釋。而XPS的結(jié)果表明,在水體環(huán)境中會向表面遷移。由于PEG具有親水性,在環(huán)境的作用下可以形成整齊排列的分子鏈刷,這層分子鏈具有很好的柔順性,可以阻礙污損生物的附著,并在水流的沖擊作用下從表面涂層表面脫離。
【關(guān)鍵詞】：污損釋放性能 低表面能涂層 微納米結(jié)構(gòu) 兩親性涂層 自清潔
【學(xué)位授予單位】：海南大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1 緒論9-25
• 1.1 海洋污損9-10
• 1.2 海洋防污技術(shù)10-17
• 1.2.1 傳統(tǒng)防污技術(shù)11-13
• (1) 溶解型防污涂料12
• (2) 接觸型防污涂料12
• (3) 有錫自拋光防污涂料12-13
• 1.2.2 新型防污技術(shù)13-17
• (1) 仿生防污涂料13-14
• (2) 釋放型防污涂料14-15
• (3) 電解防污涂料15
• (4) 拋光型防污涂料15-16
• (5) 新型防污劑16-17
• 1.3 釋放型防污涂層研究現(xiàn)狀17-20
• 1.4 防污涂層性能評價方法20-23
• 1.4.1 實驗室評估20-21
• (1) 環(huán)境模擬21
• (2) 樣品制備21
• (3) 實驗程序21
• 1.4.2 實海掛板評估21-23
• (1) 實驗環(huán)境22
• (2) 樣品制備22
• (3) 試驗程序22-23
• 1.4.3 實船涂裝評估23
• 1.5 論文選題依據(jù)及研究內(nèi)容23-25
• 1.5.1 選題依據(jù)23
• 1.5.2 研究內(nèi)容23-25
• 2 疏水性防污涂層的制備及其防污性能的研究25-45
• 2.1 實驗材料和儀器26-28
• 2.1.1 實驗材料26-27
• 2.1.2 實驗儀器27-28
• 2.2 涂層的制備28-29
• 2.3 性能的測試29-44
• 2.3.1 含氟嵌段共聚樹脂(SBF)29-31
• 2.3.2 載銀分子篩(Ag@SBA)31-37
• (1) 分子篩的合成與銀的上載31-32
• (2) 小角和廣角XRD分析32-34
• (3) SEM,TEM分析34-35
• (4) 比表面積及孔徑分析35-37
• 2.3.3 雜化涂層表征分析37-39
• (1) 涂層表面SEM分析37-38
• (2) 涂層表面成分分析38-39
• (3) 涂層表面接觸角測量39
• 2.3.4 防污實驗39-44
• (1) 載銀分子篩(Ag@SBA)的抑菌效果39-40
• (2) 雜化涂層(SBF/Ag@SBA)的抗細(xì)菌附著實驗40-41
• (3) 雜化涂層(SBF/Ag@SBA)的抗藻類附著實驗41-44
• 2.4 小結(jié)44-45
• 3 兩親性防污涂層的制備及其防污性能研究45-63
• 3.1 實驗材料和儀器46-48
• 3.1.1 實驗材料46-47
• 3.1.2 實驗儀器47-48
• 3.2 涂層的制備48-49
• 3.3 性能的測試49-60
• 3.3.1 聚合物(SBS-co-BD-FT-LSR)-r-PEG的結(jié)構(gòu)49-51
• 3.3.2 涂層防污性能測試51-55
• (1) 實驗室評估涂層抗微生物附著性能51-53
• (2) 實海環(huán)境涂層抗附著性能測試53-55
• 3.3.3 涂層防污機(jī)理分析55-60
• (1) 涂層表面彈性模量55-56
• (2) 涂層表面水接觸角測量56-57
• (3) 涂層表面成分分析57-59
• (4) 涂層表面形貌59-60
• 3.4 小結(jié)60-63
• 4 全文總結(jié)63-65
• 參考文獻(xiàn)65-71
• 縮略語表71-73
• 附錄73-75
• 致謝75

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本文編號：536389