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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)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,%时,水云藻附着量降至最少;%%,水云藻的附着量增大;%,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Sea-/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~)。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-TiO2,,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(),粘结强度为4810MPa/m,,与弹性模量低的防污涂层E1(9.