仿生防污涂料的发展概况pdf

《仿生防污涂料的发展概况pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、仿生防污涂料的发展概况洪峰①赵中华②桂泰江①(①海洋化工研究院，青岛266071；②山东海洋技术开发中心，青岛266071)摘要介绍了无污染新型海洋防污涂料——仿生防污涂料；概述了它两方面技术的发展情况：①采用新型高分子材料，赋予涂层特殊的表面结构和特性。②提取天然物质作为防污剂。展望了这类涂料的应用前景。关键词仿生无污染防污涂料天然防污剂污损释放分类号TQ637DEVELOPMENTSITUATIONOFBIONICALANTI一FOULINGPAINTHongF(mg,ZhaoZhonghua,GuiTaijiangAbstract"Thearticleinlrod

2、ucesthenewnon一pollutinganti一foulingpaintusedinmarineenvironmentbionicalanli一foulingpaint・Thecuringfilmofithasspecialsurfacestructuresandfeaturesbyusingnewpolymer.Intheotherhand,thepaintusenaturalmaterialsasanti一foulingagent.Thearticleprospectstheapplicationfutureofthiskindofpaint.Keywor

3、ds：bionics,non一pollution,anti一foulingpaint,naturalanli一foulingagent,pollutionrelease1引言海洋生物的附若给船舶和海洋设施带来极大的危害。它一方面增加船体自重和船体摩擦阻力，从而增加燃料消耗;另一方面会加速船体腐蚀,缩短船舶使用寿命。船舶航行的摩擦阻力80%來自于表面，而表面阻力又主要取决于海洋生物污损所造成的污损粗糙度。据统计，海洋生物污损率为5%吋的阻力就相当于洁净表面的2倍⑴,燃料消耗增加10%o从20世纪40年代开发了防污涂料以来，一定程度上解决了海洋生物附着的问题。70年代以后，

4、随着汞、伸等防污剂的禁用，冇机锡化合物成为代表性的防污剂。80年代,发现冇机锡在鱼类、贝类体内会积累⑵,导致遗传变异，于是，80年代末各国纷纷立法，禁用或限用有机锡防污涂料⑶，国际海事组织(IM0)提出，到2008年全面禁止在防污涂料屮使用有机锡⑷。目前氧化亚铜类防污涂料占主导地位，但由于铜元素会在海洋中，特别是海港屮大量积聚，导致海藻的大量死亡，从而破坏生态平衡,因此最终也将被禁用。各国纷纷致力于开发一种全新的无污染的防污涂料。海洋附着生物多达2000种以上，常见的冇50~100种，其屮半数以上生活在近海和海湾处，尽管附着形式很复杂，但其附着有一定规律，都是从蛋口质、

5、多糖等天然高分子开始的。生活在海洋中的生物大多具有抵制附着海生物的能力：大型哺乳动物海豚的表皮能分泌出特殊的黏液，形成亲水低表面能表面,使海生物难以附着;海蟹可以分泌出一种酶，这种酶能抑制附着生物产生的主物胶的凝固，从而防止生物附着;海藻含有对附着生物有避忌或抑制作用的化学物质。与海生物的附着一样，人类血管内血栓的形成也是从蛋白质类物质的附着开始的。具有微相分离结构的医用高分子是理想的抗凝血材料,基于这一思路,具有微相分离结构的涂层同样也是理想的抗污损材料,生物很难附着，即使附着也易淸洗。传统的防污涂料是通过防污剂的渗出，对附着生物进行毒杀达到防污目的,而生物界则是通过

6、非常“友好”的方法来防止污损。各国对此做了大量研究，这些研究大都从生物附着机理入手，一方面寻找防污高分子材料，对一些生物的表皮状态进行模仿，赋予涂层以特殊的表面性能，如低表面能、微相分离等，使海生物不易附着或附看不牢；另一方面寻找合适的天然防污剂，在不破坏环境的前捉下防止生物附着，这是一种全爲IDTH能塑湍晦新的防污概念，可以称之为仿生防污。2新型防污高分子材料这类防污是通过赋予涂层或基材的表面以特殊性能，使海洋生物难以附着或附着不牢从而达到防污目的。国外称此类涂料为污损释放涂料(Fouling-releasecoating),区别于一般的防污涂料。生物污损是从蛋白质、

7、多糖等高分子物质的黏着开始的，因此控制其表面的性能就可以削弱这种黏接力⑸。这里所说的表血性能是指表血能、官能团排列及表面形态等。2.1低表面能防污涂料生物污损与表面能冇很大的关系，试验表明，表面能在20-25mj/m2范围内，材料不易产生污损⑹。目前应用的低表面能材料主要杲有机硅和有机氟材料,后者有更低的表面能，是目前所能找到的表面能最低的材料，但前者显示出更好的防污效果。硅橡胶加上甲基及苯基的硅系配合物有不错的防污效果，但其附着力、强度等性能较差，通常増加一道环氧过渡层或采用环氧防腐底漆可以改善附着力，另外,如在涂料中添加相对分子质量低