新型氟硅組合物海洋防污涂料的制備及性能研究.pdf

1、相對于傳統(tǒng)的海洋防污涂料，低表面能海洋防污涂料主要利用其低表面能使污損生物在物體表面難以附著生長，從而達到防污的效果。其無毒、高效、環(huán)保等優(yōu)點，受到了人們的廣泛關(guān)注，因此開發(fā)高性能、低成本的低表面能防污涂料便成為了該領(lǐng)域的研究重點。含氟聚合物表面能較低且防污性能優(yōu)良但制作成本較高。本論文以廉價的端羥基聚硅氧烷（HTPDMS)為基礎(chǔ)，通過添加少量市售和自制的含氟聚合物，制備出了幾種成本較低的低表面能有機氟硅組合物海洋防污涂料。利用紅外光譜

2、儀、粒度分析儀等表征了合成產(chǎn)物含氟丙烯酸酯共聚物，利用接觸角分析儀、掃描電鏡、激光共聚焦顯微鏡、抑藻實驗等研究了低表面能有機氟硅組合物海洋防污涂料的性能。主要研究內(nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.向基料成膜物 HTPDMS中添加化學(xué)惰性流體氟硅油(FPDMS)、全氟醚油(PFPE)制備出了兩種低表面能有機氟硅組合物海洋防污涂料，探討了添加物的用量、粘度大小(分子量)等對其性能的影響。結(jié)果表明：FPDMS、PFPE的添加均能使涂膜表面的疏水

3、性增強，用量越多表面疏水性越強，粘度越小對表面能的影響越顯著。其中 PFPE能夠遷移至涂膜的表面滲出 P F P E―油滴‖，減弱污損生物的附著強度，從而使舟形藻和三角藻的吸附量顯著降低，改善了防污性能。
　　2.向基料成膜物 HTPDMS中添加十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTMS)、十七氟癸基三乙氧基硅氧烷(PFDTMS)交聯(lián)劑，利用氟硅氧烷交聯(lián)劑和硅氧烷可水解交聯(lián)的特性，制備出了工藝簡單且較為穩(wěn)定的低表面能有機氟硅組合物海洋防

4、污涂料。結(jié)果表明：用量一定時，長氟烷基鏈更易向涂膜表面遷移。用量越多涂膜表面與水接觸角就越大，但當(dāng)超過一定量之后，涂膜表面被全氟基團所覆蓋，表面氟含量達到飽和，接觸角不再發(fā)生明顯變化。相比于單純的有機硅防污涂膜，當(dāng) PFDTMS用量為11.60％時，顆石藻的吸附量減少了86.67%，舟形藻、三角藻在涂膜表面的附著程度顯著減少，防污性能得到大幅度提高。
　　3.針對低表面能有機氟硅組合物海洋防污涂料力學(xué)性能差的缺陷，采用乳液聚合的方

5、法合成了三種具有良好力學(xué)性能且適用于低表面能防污涂料的基體樹脂-含氟丙烯酸酯共聚物。然后將制備的具有不同含氟烷基鏈的含氟丙烯酸酯共聚物分別與 HTPDMS混合制備低表面能有機氟硅組合物海洋防污涂料。結(jié)果表明，用量一定時，具有較長含氟側(cè)鏈的丙烯酸酯共聚物性能表現(xiàn)較為突出，接觸角可達到121.14°。相對于單純的有機硅防污涂膜，舟形藻、三角藻的附著量減少了80.76%、88.75%，防污性能得到力學(xué)性能得到改善，并且生產(chǎn)成本相對較低，有利于