【摘要】：海洋生物污損給海洋船舶、潛艇以及水下管道等海洋設(shè)施造成了巨大的危害,嚴(yán)重阻礙了海洋事業(yè)的發(fā)展。隨著海洋開發(fā)的不斷深化,海洋生物污損及污損防治研究顯得越來越重要。傳統(tǒng)的船舶防污涂料因其含有有機(jī)錫或氧化亞銅等有毒物質(zhì),終將退出歷史舞臺,防污涂料必將向著不含有機(jī)錫、低氧化亞銅、重金屬殺菌劑含量少及無毒防污劑的方向發(fā)展。因此,研發(fā)環(huán)保高效無毒的防污涂料迫在眉睫。論文從仿生的角度出發(fā),通過對自然界中表面微結(jié)構(gòu)、生物防污劑、粘液滲出三種生物防污方式的人工模擬,構(gòu)建出仿生微結(jié)構(gòu)型、防污劑釋放型與粘液滲出型相結(jié)合的防污涂料。本文主要制備了兩種仿生防污涂料,通過體系的微觀結(jié)構(gòu)表征及表面性能測試,并結(jié)合實(shí)驗(yàn)?zāi)M試驗(yàn)、實(shí)海掛板等手段對涂層的防污性能進(jìn)行評估。(1)硅油微膠囊防污涂料。首先以尿素、甲醛為原料,以水為分散相,氯化銨與間苯二酚為交聯(lián)固化劑,在表面活性劑劑作用下通過聚合反應(yīng)獲得了硅油微膠囊,然后將丙烯酸鋅樹脂與微膠囊混合,構(gòu)建了仿生微結(jié)構(gòu)與粘液滲出相結(jié)合的防污涂料。詳細(xì)探討了表面活性劑種類、攪拌速度、升溫速度以及壁芯比等工藝參數(shù)對微膠囊形貌及性能的影響,優(yōu)化了合成工藝。通過FTIR、TG/DTG、SEM分析微膠囊的結(jié)構(gòu)與形貌,結(jié)合SEM以及表面接觸角測量等手段分析防污性能變化的原因。利用實(shí)驗(yàn)室模擬與實(shí)海掛板實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,探討所構(gòu)建的仿生防污涂層的防污性能。檢測結(jié)果表明,硅油微膠囊的添加構(gòu)建了涂層表面的微納米結(jié)構(gòu),使得涂層的表面能降低,疏水性能增強(qiáng)。防污性能評估表明,涂層表面微納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建以及硅油的緩釋作用,涂層初期表現(xiàn)出良好的抑菌抑藻效果。但實(shí)海掛板試驗(yàn)結(jié)果顯示,隨著時間的推遲,涂層的防污性能逐漸減弱。(2)辣椒素/硅油微膠囊防污涂料。在硅油微膠囊的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制備出以辣椒素為防污劑,以二甲苯為溶劑,將辣椒素與硅油混合形成均質(zhì)芯材,以脲醛樹脂為緩釋載體材料,實(shí)現(xiàn)硅油與辣椒素共同包覆,然后將丙烯酸鋅樹脂與微膠囊混合,構(gòu)建了仿生微結(jié)構(gòu)、粘液滲出與生物防污劑相結(jié)合的防污涂層。探討了溫度、攪拌速度以及聚乙烯醇分子量等工藝參數(shù)對微膠囊的影響,利用TEM、SEM、FTIR、TG/DTG以接觸角變化等技術(shù)手段研究了微膠囊的理化性能。利用實(shí)驗(yàn)室模擬與實(shí)海掛板實(shí)驗(yàn)相結(jié)合,探討所構(gòu)建的仿生防污涂層的防污性能。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:辣椒素的加入使得所構(gòu)建的涂層表現(xiàn)出較硅油微膠囊涂層更好地防污效果,說明微結(jié)構(gòu)、粘液滲出與防污劑的協(xié)同作用具有更好的防污性能。
【圖文】：

圖１－２規(guī)船受到生物污損的情況逡逑Ｆｉｇ邋１－２．邋Ｔｈｅ邋ｄｅｆａｃｅｍｅｎｔ邋ｉｍａｇｅｓ邋ｏｆ邋ｍａｒｉｎｅ邋ｆｏｕｌｉｎｇ邋ｏｒｇａｎｉｓｍｓ邋ｏｎ邋ｖｅｓｓｅｌｓ．逡逑．１．３海洋污損生物的附著機(jī)理逡逑海洋生物污損的附著機(jī)理是防除海洋污損生物的理論基礎(chǔ)，，有效理解污損生物

圖１－３生物污損過程示意圖（王建華等，２０１６）逡逑Ｆｉｇ邋１－３．邋Ｔｈｅ邋ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｂｉｏｆｏｕｌｉｎｇ．逡逑１．１．４海洋污損生物的影響因素逡逑海洋生態(tài)環(huán)境對海洋污損生物具有重要的的影響，會嚴(yán)重影響其新陳代謝和生長逡逑繁殖，尤其是海水鹽度、溫度、ＰＨ以及水體流速等對于污損生物的附著數(shù)量和種類逡逑均會產(chǎn)生不同程度的影響，一般來說，富營養(yǎng)化、水溫較高、水流速度緩慢的海域有逡逑利于污損生物的附著（張明明等，２００８）。逡逑影響海洋污損生物附著的因素大致可分為以下幾個方面：逡逑（１）海洋生態(tài)環(huán)境。逡逑海洋污損生物的新陳代謝和生長繁殖與其所處海域的環(huán)境息息相關(guān)，尤其是海水逡逑鹽度、溫度、ＰＨ以及水體流速等對于污損生物的附著數(shù)量和種類產(chǎn)生了重要的影響。逡逑①鹽度逡逑鹽度與海洋污損生物的生長與繁殖息息相關(guān)，海洋中污損生物的種類眾多，每種逡逑污損生物對于鹽度的適應(yīng)程度與范圍也不盡相同（楊宗澄等，２０１６）。不同海域鹽的逡逑組分不同，而這種差異導(dǎo)致了海洋污損生物程度的不同。據(jù)研究表明，隨著鹽度的降逡逑
【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】：2018
【分類號】：TQ637

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2711877