《海洋防污涂料》PPT课件

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1、环境友好型海洋防污涂料的研究现状及展望摘要为了保护海洋环境、维护海洋生态平衡，环境友好型海洋防污涂料已逐渐取代传统的海洋防污涂料，成为未来海洋防污涂料研究的主导方向。介绍了防污涂料中防污剂的含量、防污涂层的表面自由能、弹性模量、光滑程度、疏水性和pH值等因素对涂料防污效果的影响。综述了环境友好型高分子海洋防污涂料的国内外研究进展，比较了不同防污技术的特点，探讨了存在的问题和今后的发展方向。关键词海洋防污涂料;防污剂;环境友好型前言船舶、码头等水线以下的壳体长期与海水接触，受到海水的腐蚀;海洋生物的附着使船舶的航速下降、船壳腐蚀速度加快，水中平台设

2、施毁坏，电厂冷却水管道阻塞。对其涂覆各种海洋防污涂料可以防止以上问题出现。海洋防污涂料是一种特种涂料，主要作用是通过漆膜中防污剂(毒料)的逐步渗出防止海洋生物的污损。但是，早先的防污涂料在抑制海洋生物附着的同时也对海洋环境造成了二次污染。因此，开发高效、持久的绿色环保海洋防污涂料已成为研究的热点，且已有了相当的进展。影响海洋防污涂料效果的主要因素涂料的防污效果主要表现在广谱性和长效性两方面。理想的海洋防污涂料应该对植物和动物性海洋附着生物有防附作用，并有较长的防污期效。现今的海洋防污涂料有效性一般为1～5年。决定防污效果的因素主要有以下几方面:(1

3、)防污剂的含量一般来说，防污剂的含量越高，有效期就越长。以F-300单组分氟碳树脂为成膜物、纳米TiO2粉末为防污剂，制备了系列nano-TiO2/FEVE氟碳涂层，结果显示:水云藻的附着量随着涂层中纳米TiO2含量的增加而减少，当纳米TiO2含量达到0．8%时，水云藻附着量降至最少;纳米TiO2含量由0．8%增大至2．0%，水云藻的附着量增大;纳米TiO2含量继续增大至4．0%，涂层上水云藻的附着量又减少［1］。新型防污化合物4，5-二氯代-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(Sea-Nine211)和百菌清对海鞘类血细胞的毒理试验表明［2］:当S

4、ea-Nine211与百菌清的浓度从0．1μmol/L逐渐增大到10．0μmol/L时，海鞘类附着海洋污损生物死亡指数逐渐升高(Sea-Nine211对海鞘类膜联蛋白V的死亡指数约为5～10，百菌清的约为5～20)，细胞内酶的活性指数下降(Sea-Nine211约为7～3，百菌清约为9～3．5)。因此，在一定程度下，防污剂的含量越高，污损生物越难以附着，有效期越长。(2)防污涂层的表面自由能低表面自由能的涂层不容易产生附着，即使有了也附着不牢,容易清除或被流动的海水冲刷掉。以二氧化钛(nano-TiO2)为改性剂的低表面能海洋防污涂料因加入nano

5、-TiO2，涂膜的相应表面能为21．73mJ/m2，比未加入防污涂料的要低得多，实海挂板试验发现，加入nano-TiO2使涂料的污损海洋生物附着量大大减少，防污效果得到了明显提高［3］。(3)涂层的弹性模量污损生物剥离所需的功为表面张力(γ)和弹性模量(E)乘积的1/2次方［4］，即W=槡γ·E。弹性模量低的涂层上，海洋生物可在较小的外力下被剥除。6种不同弹性模量的硅树脂/环氧乙烷树脂涂层(E1～E6)的表面中，弹性模量最高的E5(42．1MPa)总表面张力为44．16mN/m，粘结强度为4810MPa/m，表面粗糙系数为57．0，与弹性模量低的防

6、污涂层E1(9．3MPa)(总表面张力为43．80mN/m，粘结强度为2360MPa/m，表面粗糙系数为51．4)相比，具有更高的附着力和粘附力［5］。(4)涂层的光滑程度涂层表面越光滑，摩擦阻力越小，海洋生物越不容易附着，因此，涂料的光滑性也能延长涂料的寿命和清洁周期。Intersleek900氟聚合物不沾污涂料［6］令船体表面格外光滑，并具有出众的不沾污性及良好的耐磨能力，因而航速超过10节的所有类型船舶均采用了该涂料。与Intersleek700相比，该涂料表面光滑度提高了25%，摩擦系数降低了38%，耐磨损性提高了60%，减少粘泥沾污50%

7、。(5)涂层的疏水性疏水性的海洋防污涂料有明显的防污效果，目前已有研究将超疏水性(表面与水的接触角大于150°)的表面应用于海洋防污。超疏水性是由表面的化学组成和微观形貌共同决定的，其中表面微观形貌影响较大。疏水涂层表面粗糙化能够获得更大的水接触角甚至达到超疏水的程度，这已在低表面能防污涂料中得到了应用，如采用碱催化溶胶-凝胶法制备有机-无机杂化超疏水涂层，甲基三乙氧基硅烷(MTES)和正硅酸乙酯(TEOS)水解缩聚形成具有疏水Si－CH3基团的无机网络，当硅丙树脂加入量为25%，n(TEOS)∶n(MTES)∶n(C2H5OH)∶n(NH3·H2

8、O)=1∶4∶30∶10时，涂膜的表面没有裂纹，水接触角高达156°［7］，其效果类似于“荷叶结构”的超疏水表面。(6)涂