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仿生协同防污涂层的制备及性能

2021-07-03李磊刘晓玲曹磊郭光福

表面技术 2021年6期

李磊,刘晓玲,曹磊,郭光福

(青岛理工大学 机械与汽车工程学院,山东 青岛 266520)

海洋生物的附着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。在船体涂装防污涂料是解决海洋生物污损的有效办法之一[1-2]。自20 世纪初开发了防污涂料以来,防污涂料经历了以汞、砷、有机锡化合物为主要防污剂的阶段,虽然都具有良好的防污效果,但重金属会在鱼类、贝类体内积累,导致遗传变异,所以均已被禁用[3-4]。目前涂料中的防污剂大多以氧化亚铜为主,但由于铜元素会在海洋中,特别是海港中大量积聚,导致海藻大量死亡,破坏生态平衡,最终也将被禁用。因此,开发绿色、无毒、更加高效的防污技术已成为各国学者主要的研究方向。

有机硅聚合物,特别是聚二甲基硅氧烷(PDMS)含有Si—O 骨架和CH3侧链,具有高水平的光滑度、可移动的分子结构、低孔隙率,并且具有较低的表面能和弹性模量,降低了污垢生物的附着强度,在海水剪切作用下,附着的污染生物被释放到海洋环境中,因此被认为是最有前景的绿色海洋防污涂层体系[5-7]。基于仿生原理,Petronis 等[8]利用光刻技术制备了具有人工设计表面微观结构和良好的表面化学性质的室温硫化硅(RTV)树脂表面,试验表明,高度为69 μm 的肋条状织构具有最优的防污效果。Vasudevan等[9]以PDMS 为主要成膜物,构筑了具有六边形凹坑、凸柱的鲨鱼皮形貌的织构涂层,研究不同织构涂层对大肠杆菌的防污效果,研究发现,大肠杆菌更容易附着在涂层织构中的凹陷区域。……

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