海洋生物污損是指海水中微生物、植物和動(dòng)物在水下各種設(shè)施表面的沉降和積聚。生物污損會(huì)增加阻力,導(dǎo)致高燃料消耗、溫室氣體排放和腐蝕,最終縮短海洋設(shè)備的使用壽命。使用防污涂層是緩解上述問(wèn)題和減少商業(yè)損失的最直接方法。
無(wú)錫自拋光防污涂層是一種廣泛應(yīng)用的防污涂層。這種涂層依賴(lài)于海水環(huán)境中基礎(chǔ)樹(shù)脂中水溶性高分子化合物的水解。這種化學(xué)反應(yīng)極大地改變了涂層的表面性質(zhì),有助于防污劑的釋放,從而防止動(dòng)態(tài)和靜態(tài)污損。雖然這種方法在一定程度上能夠有效減少生物污損,但其對(duì)環(huán)境的負(fù)面影響不容忽視。因此,人們正在積極開(kāi)發(fā)更加環(huán)保的替代品。
近年來(lái),疏水涂料受到廣泛關(guān)注,因其接觸角大和低彈性模量,可以通過(guò)引入疏水基團(tuán)(如長(zhǎng)鏈烴、氟化有機(jī)化合物、有機(jī)硅化合物)來(lái)提高涂料的防污性能,降低防污劑的消耗。在上述許多疏水基團(tuán)中,有機(jī)硅化合物的硅氧烷主鏈可以表現(xiàn)出優(yōu)異的旋轉(zhuǎn)柔性,這大大提高了涂層的疏水性,并被廣泛用于增強(qiáng)材料的疏水性。因此,為了提高丙烯酸鋅聚合物的疏水性能,在自拋光丙烯酸鋅涂層中引入有機(jī)硅結(jié)構(gòu)對(duì)其進(jìn)行疏水改性是提高其防污性能的有效方法。
通過(guò)將含羥基有機(jī)硅中間體(RSN-6018)與甲基丙烯酸羥乙酯(HEMA)接枝,合成丙烯酸酯硅氧烷單體(ASM),然后與丙烯酸酯單體進(jìn)行自由基共聚,獲得丙烯酸鋅聚合物涂層(ASMx-Zn),實(shí)現(xiàn)了丙烯酸鋅聚合物的有機(jī)硅改性。 該涂層在海水中浸泡7天后保持良好的透明度,解決了有機(jī)硅改性丙烯酸鋅聚合物相容性差的問(wèn)題。在海水中浸泡35天后,該涂層接觸角保持在115.0°±1°,表現(xiàn)出穩(wěn)定的疏水性。當(dāng)ASM含量為0.5時(shí),該涂層在16節(jié)航速下保持平整,在航行過(guò)程中具有優(yōu)異的附著力。此外,該涂層對(duì)金黃色葡萄球菌的抑制率高達(dá)99%,并在實(shí)際海洋環(huán)境中具有兩個(gè)月以上的防污效果。因此,本研究為制備改性自拋光防污樹(shù)脂提供了一種有效的新方法,對(duì)保護(hù)海洋生態(tài)系統(tǒng)和延長(zhǎng)海洋基礎(chǔ)設(shè)施的使用壽命做出了重要貢獻(xiàn)。
合成工藝 ASMx-Zn聚合物的合成工藝。
數(shù)據(jù)來(lái)源與出處 相關(guān)研究成果以“Transparent, hydrophobic, self-polishing organosilicon-modified zinc acrylate polymer coating for marine antifouling”為標(biāo)題發(fā)表在《Progress in Organic Coatings》上。
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