分子自组装在表面微结构防污材料制备中的应用研究

来源 :中国海洋大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nini8919
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
海生物污损给船舶和海洋设施带来极大的危害,目前最有效的防除海生物污损的途径是涂装防污涂料。传统防污涂料由于严重污染生态环境和危害人类健康而正面临禁用,开发新型无毒、安全高效的防污产品已迫在眉睫,其中防污表面微结构材料的开发是一个重要发展方向。本论文利用分子自组装原理,以有机硅高聚物与丙烯酸酯高聚物为构筑单元,探索了三种制备表面微结构材料的方法。方法1,直接将有机硅树脂与硅烷偶联剂改性丙烯酸树脂物理共混,基于两种树脂间的相分离行为,用5%的三乙烯四胺固化后,涂层表面形成一定规律的微结构形貌。探讨了两种树脂的混合比例、有机硅树脂R/Si值及硅烷偶联剂改性丙烯酸树脂粘度对表面微结构尺寸及规律性的影响。实验过程中发现混合树脂涂层出现龟裂和剥落现象,这说明制备的混合树脂涂层稳定性较差。方法2,通过有机硅树脂与硅烷偶联剂改性丙烯酸树脂之间的硅羟基缩合制备有机硅改性丙烯酸树脂,利用固化过程中分子链段的定向移动制备表面微结构材料。使用三种固化剂固化后,涂层表面均难以形成规律性的微结构形貌。同时由于硅烷偶联剂KH-570中甲氧基水解不完全使得该树脂极易凝胶,可存放性差。为了弥补以上两种方法在表面微结构材料制备上的缺点,本论文采用方法3,使含可聚合双键的有机硅预聚物与丙烯酸类单体共聚,合成有机硅-丙烯酸共聚树脂,使用1%的三乙烯四胺固化后,涂层表面形成规律性的微结构形貌。探讨了有机硅预聚物与丙烯酸类单体的比例、丙烯酸类单体中丙烯腈的含量、有机硅预聚物R/Si值及该预聚物的粘度等因素对最终形成的表面微结构尺寸及规律性的影响。海水浸泡实验表明,有机硅-丙烯酸共聚树脂涂层表面微结构形貌较稳定,且附着力较好,可适应长期海水浸泡环境。本论文初步探讨了有机硅-丙烯酸共聚树脂涂层表面微结构形成机理,分析认为涂层表面微结构是有机硅-丙烯酸共聚树脂中极性、非极性链段定向移动、聚集并以有机硅组分为核心形成的多孔结构。微结构涂层的防污性能测试表明:涂层表面微结构的尺寸显著影响舟形硅藻和绿藻石莼孢子的附着,而且,微结构形貌的存在减少了硅藻和孢子的有效附着点并使其附着不牢,在外力作用下极易脱附,脱附率基本都在85%以上。同时,涂层表面微结构形貌的存在可以改善涂层对贻贝附着的抑制效果。本论文主要是以有机硅高聚物与丙烯酸酯高聚物为构筑单元,利用分子自组装原理制备表面微结构防污材料,要最终使其应用于海洋防污领域,还有很多内容需要进一步深入和完善。
其他文献
纤维素是地球上含量最丰富的可再生有机质资源,广泛存在于自然界各种木质纤维素材料中,如稻草、小麦秸杆和玉米秸秆等农业废弃物。利用微生物发酵技术可将木质纤维素中的纤维素
学位