纳米复合有机硅防污涂层
发布时间：2021-09-11 19:12
有机硅防污涂层因其无毒环保的特性,具有重要的应用前景。但有机硅涂层强度较低,当船舶运行时易破损剥落,使得有机硅防污涂层的应用受到了一定的限制。为此,本文开展了对纳米复合有机硅海洋防污涂层的研究。考虑到纳米粒子在有机硅基体中的分散性及与有机硅基体的界面特性对涂层的性能具有显著影响,本文提出采用甲苯二异氰酸酯和氨基硅氧烷对纳米粒子进行表面化学改性,使硅氧烷基团包覆在纳米粒子外部,提高纳米粒子在有机硅基体中的均匀分散性;而且,硅氧烷基团可以与有机硅基体产生交联反应,使纳米粒子与基体形成化学结合,在有机硅基体高弹性的基础上起到增强作用。基于这一研究思路,本文着重研究了纳米粒子表面接枝硅氧烷基团的快速表征方法、纳米粒子表面接枝硅氧烷基团的工艺条件及纳米复合有机硅涂层的防污性能及机理。主要获得以下研究成果:（1）快速便捷评价纳米粒子表面接枝硅氧烷基团的评价方法:将10 mg纳米粒子加到15 ml二甲苯中,使用超声波细胞粉碎机分散5 min,得到纳米粒子悬浮液,静置10 min,采用紫外-可见分光光度仪测试悬浮液的吸光光度值OD600,比较不同条件下接枝的纳米粒子的OD600,OD600越高,其表面...
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生物污损带来的危害，??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈａｒｍ?ｆｒｏｍ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｆｏｕｌｉｎｇ??
Ｉ?？??ｉ?＾?????绪论???图１．１生物污损带来的危害，??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈａｒｍ?ｆｒｏｍ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｆｏｕｌｉｎｇ??通常，污损生物的附着和生长可以分为两个主要阶段［ｕ］：微观污染和宏观污染。微??观污染过程中，船体表面会生成一层有机物质（例如蛋白质，多糖和蛋白聚糖），这层有??机物质成为微生物（细菌等）的附着点，微生物逐渐生长并形成生物膜，而这层生物膜??就成为污损生物附着的温床［１２］。微生物定殖可以分为可逆吸附和不可逆粘附，前者主要??受布朗运动、重力、水流、静电相互作用等物理效应的影响［１３］，后者主要通过化学作用??发生，例如分泌细胞外聚合物（ＥＰＳ）；在宏观污染阶段，细菌开始在短时间内不断生长??并繁衍成菌落，并且较大的海洋污损生物开始附着在船体上，两三周后，这些将最终演??变为复杂的生物群落［｜４］。因此，海洋生物污染实际上是通过化学反应和物理反应同时发??生所产生的，如图１．２所示。但是，化学反应过程不可逆转，而物理反应过程在特殊条??件下是可以发生逆转的，因此，如果想要阻止海洋生物的粘附和脱除，在物理反应期间??阻止比在化学反应期间阻止更容易，并且如果成功阻止物理反应的发生在一定程度上也??将限制化学反应的发生。??讀１國?，，??Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｅｐ３??．?．．?■?■?．?．?■＞?????Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｒｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ??ｂａｃｔｅｒｉａ?ａｎｄ?ａｎｄ?ｇｌｉｄｉｕｓ?ｏｆ?ａｄｈｅｓｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｎ?ａ?ｉｎｎ??ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ
最常用的防污方法就是涂刷防污涂料。??１．２海洋防污涂层??影响海洋污损生物附着的因素有很多，如温度、深度、环境的ｐＨ值［１９］、光照、生??物竞争、扑食［２Ｇ］、地理和航行速度等等。例如，在水温高的地区，海洋污损生物污染通??常更为严重［２１１因为温度是决定海洋污损生物繁殖和生长的主要因素。但是这些重要的??影响因素不能随意更改，因此，为了有效地防止海洋污损生物的附着，己经研究了多种??船用防污涂料。目前用于船舶防污的涂料通常可分为物理、化学和生物方法这三类。常??用的防污涂层如图１．３所示。??＊?＼??＊－????，??ｔ－－?－－－．．．．——？?－?■－－??ｙ－?－?－?－?－?＊?－?－?－?－?－??图１．３涂料的分类…】??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｔｉｎｇｓ１２】］??１．２．１有毒型防污涂层??传统防污涂料的工作原理是基于及时释放防污剂。防污剂的释放使得涂层留下孔隙，??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋防污涂料/层技术研究现状及发展趋势[J]. 张治财,齐福刚,赵镍,欧阳晓平,马金华. 材料导报. 2019(S2)
[2]碳纳米管/聚合物纳米复合材料研究进展[J]. 许孔力,许学伟,李丽英,夏雨,谢永旺. 首都师范大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]海洋平台污损生物诱导腐蚀分析及其研究进展[J]. 董硕,白秀琴,袁成清. 材料保护. 2018(12)
[4]生物污损对海洋监测仪器的影响及其防护措施[J]. 孔祥峰,姜源庆,张婧,吕婧,褚东志,邹妍,彭欣. 腐蚀科学与防护技术. 2017(06)
[5]海洋生物防污作用机制及应用前景[J]. 胡静怡. 科技创新导报. 2017(21)
[6]纳米粉体在硅橡胶中高分散性研究进展[J]. 丁浩,邹华,许亭,王天强,张立群. 特种橡胶制品. 2017(02)
[7]Al2O3粉体的接枝改性及其在水性浆料中的分散稳定性[J]. 王倩兰,朱振中. 表面技术. 2016(06)
[8]成纤高聚物中无机粒子分散性表征方法及理论研究[J]. 姜兆辉,金剑,肖长发,李志迎. 纺织学报. 2015(06)
[9]船舶防污涂料的研究现状[J]. 刘姣,何其伟,陈洪,陈宇,张昭,张鉴清. 中国腐蚀与防护学报. 2014(06)
[10]三丁基锡毒性研究进展[J]. 涂巍巍,邢鸣鸾,徐进. 卫生研究. 2014(06)
硕士论文
[1]纳米粉体在硅橡胶基体中的分散技术研究[D]. 丁浩.北京化工大学 2018
[2]海洋防污功能菌株的筛选及其活性物质的研究[D]. 王祥.厦门大学 2014
本文编号：3393561
【文章来源】：大连海事大学辽宁省 211工程院校
【文章页数】：69 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图１．１生物污损带来的危害，??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈａｒｍ?ｆｒｏｍ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｆｏｕｌｉｎｇ??
Ｉ?？??ｉ?＾?????绪论???图１．１生物污损带来的危害，??Ｆｉｇ．?１．１?Ｈａｒｍ?ｆｒｏｍ?ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ?ｆｏｕｌｉｎｇ??通常，污损生物的附着和生长可以分为两个主要阶段［ｕ］：微观污染和宏观污染。微??观污染过程中，船体表面会生成一层有机物质（例如蛋白质，多糖和蛋白聚糖），这层有??机物质成为微生物（细菌等）的附着点，微生物逐渐生长并形成生物膜，而这层生物膜??就成为污损生物附着的温床［１２］。微生物定殖可以分为可逆吸附和不可逆粘附，前者主要??受布朗运动、重力、水流、静电相互作用等物理效应的影响［１３］，后者主要通过化学作用??发生，例如分泌细胞外聚合物（ＥＰＳ）；在宏观污染阶段，细菌开始在短时间内不断生长??并繁衍成菌落，并且较大的海洋污损生物开始附着在船体上，两三周后，这些将最终演??变为复杂的生物群落［｜４］。因此，海洋生物污染实际上是通过化学反应和物理反应同时发??生所产生的，如图１．２所示。但是，化学反应过程不可逆转，而物理反应过程在特殊条??件下是可以发生逆转的，因此，如果想要阻止海洋生物的粘附和脱除，在物理反应期间??阻止比在化学反应期间阻止更容易，并且如果成功阻止物理反应的发生在一定程度上也??将限制化学反应的发生。??讀１國?，，??Ｆｏｒｍａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｍｅｐ３??．?．．?■?■?．?．?■＞?????Ａｂｓｏｒｐｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｒｅｏｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ?Ｓｅｃｏｎｄａｒｙ??ｂａｃｔｅｒｉａ?ａｎｄ?ａｎｄ?ｇｌｉｄｉｕｓ?ｏｆ?ａｄｈｅｓｉｏｎ?ｏｆ?ａｎｎ?ａ?ｉｎｎ??ｍｉｃｒｏａｌｇａｅ
最常用的防污方法就是涂刷防污涂料。??１．２海洋防污涂层??影响海洋污损生物附着的因素有很多，如温度、深度、环境的ｐＨ值［１９］、光照、生??物竞争、扑食［２Ｇ］、地理和航行速度等等。例如，在水温高的地区，海洋污损生物污染通??常更为严重［２１１因为温度是决定海洋污损生物繁殖和生长的主要因素。但是这些重要的??影响因素不能随意更改，因此，为了有效地防止海洋污损生物的附着，己经研究了多种??船用防污涂料。目前用于船舶防污的涂料通常可分为物理、化学和生物方法这三类。常??用的防污涂层如图１．３所示。??＊?＼??＊－????，??ｔ－－?－－－．．．．——？?－?■－－??ｙ－?－?－?－?－?＊?－?－?－?－?－??图１．３涂料的分类…】??Ｆｉｇ．?１．３?Ｃｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?ｃｏａｔｉｎｇｓ１２】］??１．２．１有毒型防污涂层??传统防污涂料的工作原理是基于及时释放防污剂。防污剂的释放使得涂层留下孔隙，??３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]海洋防污涂料/层技术研究现状及发展趋势[J]. 张治财,齐福刚,赵镍,欧阳晓平,马金华. 材料导报. 2019(S2)
[2]碳纳米管/聚合物纳米复合材料研究进展[J]. 许孔力,许学伟,李丽英,夏雨,谢永旺. 首都师范大学学报(自然科学版). 2019(05)
[3]海洋平台污损生物诱导腐蚀分析及其研究进展[J]. 董硕,白秀琴,袁成清. 材料保护. 2018(12)
[4]生物污损对海洋监测仪器的影响及其防护措施[J]. 孔祥峰,姜源庆,张婧,吕婧,褚东志,邹妍,彭欣. 腐蚀科学与防护技术. 2017(06)
[5]海洋生物防污作用机制及应用前景[J]. 胡静怡. 科技创新导报. 2017(21)
[6]纳米粉体在硅橡胶中高分散性研究进展[J]. 丁浩,邹华,许亭,王天强,张立群. 特种橡胶制品. 2017(02)
[7]Al2O3粉体的接枝改性及其在水性浆料中的分散稳定性[J]. 王倩兰,朱振中. 表面技术. 2016(06)
[8]成纤高聚物中无机粒子分散性表征方法及理论研究[J]. 姜兆辉,金剑,肖长发,李志迎. 纺织学报. 2015(06)
[9]船舶防污涂料的研究现状[J]. 刘姣,何其伟,陈洪,陈宇,张昭,张鉴清. 中国腐蚀与防护学报. 2014(06)
[10]三丁基锡毒性研究进展[J]. 涂巍巍,邢鸣鸾,徐进. 卫生研究. 2014(06)
硕士论文
[1]纳米粉体在硅橡胶基体中的分散技术研究[D]. 丁浩.北京化工大学 2018
[2]海洋防污功能菌株的筛选及其活性物质的研究[D]. 王祥.厦门大学 2014
本文编号：3393561
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