2023年, 第53卷, 第9期　刊出日期：2023-09-01

  

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探索开发
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  单链环化 /打结有机硅聚合物防污涂层的制备及性能研究

  孙佳文, 刘兴达, 段继周, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 2-10. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-209

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  有机硅低表面能防污涂料不含杀生剂，绿色环保，但存在静态防污能力较差的问题。本研究采用可逆加成断裂链转移（ RAFT）聚合的方法，通过动力学控制将多烯基硅氧烷单体进行均聚，合成了不同相对分子质量的单链环化 /打结有机硅聚合物，随后通过紫外光固化进一步制备了防污涂层。研究表明，防污涂层的可见光透过率大于 95%；涂层疏水且表面能较低（ 21~25 mJ/m²）；通过原子力显微镜（ AFM）测试发现，使用相对分子质量较高的聚合物所制备的防污涂层 SCKP-3表面形成了大量均匀的球型纳米颗粒；实验室条件下防污实验表明，涂层表面的微观纳米结构可有效抑制假单胞菌、希瓦氏菌和硅藻的附着。本研究为开发新型有机硅低表面能防污涂料提供了新的思路。
  
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  聚硅氧烷两亲共聚物的制备及防污性能

  张贤慧, 吴建华, 魏嘉馨, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 11-20. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-071

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  以聚二甲基硅氧烷（ PDMS）、聚乙二醇二甲基丙烯酸酯（ PEGDMA）和三乙氧基氢硅烷（VTOES）为原料，通过两步硅氢加成合成了一系列（ PDMS-b-PEG） 两亲性多嵌段聚合物。通过与 2-甲基丙烯酰氧乙基三甲基氯化铵（QAS）混合制备了季铵官能化的两m亲性有机硅基防污涂层。研究结果表明：（PDMS-b-PEG） 多嵌段聚硅氧烷两亲共聚物和 QAS-多嵌段硅氧烷两亲共聚物涂层表面均存在微相分离结构，其微相m分离程度在 PEGDMA单体摩尔分数为 60%时最明显，且在引入 QAS基团后其表面微相分离程度均变得更加明显，且随着亲水链段的增加，抗蛋白效果更好，在 PEGDMA单体摩尔分数为 60%，QAS含量为 3%时防污性能达到最佳。经 90 d的实海挂板实验发现，共聚物涂层具有良好的海洋防污性能。
应用研究
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  天然产物基防污涂料在水产养殖设施上的应用探索

  苏培, 郝欢欢, 李卓, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 21-29. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-161

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  为探究天然产物基防污涂料在水产养殖设施上的应用效果，以喜树碱（ CPT）为防污剂制备了海洋防污涂料，开展了其对水生生物卤虫的毒性检测实验以及在养殖网衣上的海区应用试验。结果表明：含 CPT（5%~20%）的防污涂料对卤虫没有显著毒性，且在珠母贝养殖笼具上的防污性能良好，期效达 120 d以上，其中含 CPT（5%）的涂料对合浦珠母贝生长和存活均没有显著影响； CPT（1%）和溴代吡咯腈（ 5%）复配的涂料在鱼类养殖网衣上的防污期效大于 180 d，且对黄鳍鲷的生长和存活均没有显著影响。本文揭示了天然产物 CPT在水产养殖设施的防生物污损方面具应用潜力。
  
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  中国不同海域海洋生物污损特征试验的总结

  吴建平, 丁立群

  涂料工业. 2023, 53(9): 30-35. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-193

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  通过浅海浸泡测试了空白样板和涂覆防污涂层样板的防污性能，深入研究了中国不同海域在不同季节的海洋污损生长情况，包括青岛、舟山、厦门和三亚海域。研究发现青岛海域夏季藤壶生长旺盛，冬季绿藻也有生长；舟山海域夏季节藻生长旺盛，其他污损较少；厦门海域夏季藤壶生长旺盛，而秋冬季节以苔藓虫为主；三亚海域全年气温较高，污损生长以藤壶和盘管虫为主。研究中国不同海域海洋生物污损生长特征，对国内船舶建造和商船运营具有重要的意义。
科学视点
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  环境友好型防污涂料的研究进展

  李志高, 韩旭, 马少华

  涂料工业. 2023, 53(9): 36-41. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-115

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  防污涂料以其适用范围广泛、性价比高等特点是当前主流的防污方法。其中基于有机硅弹性体的污损脱附型涂层具有环境友好和性能稳定等优点，应用前景广阔，但机械性能差、静态防污性能不足限制了其应用。对此国内外科技工作者进行了大量改性研究，包括共混/接枝两亲性添加剂、防污剂、自修复技术等，提高了有机硅涂层的综合性能。文中综述了几种环境友好型防污涂料包括以抗血栓为聚合物的无毒自更新防污涂料、仿生防污涂料和有机硅弹性体污损释放型防污涂料的研究现状及其优缺点，并对已经商业化产品进行了分析，结合仿生防污技术的灵感，为海洋防污涂层环境友好化提供了一些新的视野。
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  海洋防污涂层技术研究进展和应用现状

  王晶晶, 王璐, 谢志鹏

  涂料工业. 2023, 53(9): 42-52. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-143

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  防污涂层是应对海生物污损难题最为有效的技术手段。文章首先对近年来接触型、降解型、污损释放型防污涂层材料的研发及应用现状进行了梳理，重点对比自抛光型及污损释放型两类防污涂料的优缺点——前者性能优异但面临环境污染风险，后者不含有毒物质但性能有待提升。随后从前沿科学角度对防污涂层的发展方向进行简要展望；借助智能响应、仿生等技术手段赋予涂层材料自适应响应及智能可控性，有望满足未来海洋船舶及装备的高性能防护要求。
  
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  海洋防污剂控释技术的研究进展

  陈珊珊, 牛永锋, 叶章基

  涂料工业. 2023, 53(9): 53-60. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-169

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  含防污剂的防污涂层技术是目前解决海洋污损问题最常用的手段，然而即使是防污性能优异的自抛光防污涂料也普遍存在防污剂毒性危害和释放不稳定的问题，要兼顾环保和长效防污，除了提升防污剂本身的防污能力外，另一个关键因素是控制防污剂的释放。本文介绍了含防污剂的防污涂料类型与作用机理，综述了海洋防污剂控释技术的研究进展，主要包括微 /纳米容器控释技术和接枝防污剂控释技术。最后指出了海洋防污控释技术实用化还需解决控释工艺复杂以及防污剂负载或接枝后防污能力不足的问题，提出了发展海洋防污剂的控释技术可以从开发高效的且能够满足负载或接枝要求的防污剂，开发简单可行的控释技术，研究防污剂的控释机理以及发展智能控释技术等方向努力。
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  功能性柔性硬质涂层研究进展

  黄印杰, 李苗, 周欢, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 61-69. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-167

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  制备兼具良好柔韧性与高硬度的涂层具有重要应用价值，然而大多数涂层很难在保持柔韧性的同时具备高硬度。通过有机 -无机杂化将高硬度的无机相与柔韧的有机相在分子水平上结合，使涂层同时具有类聚合物的柔韧性和类陶瓷的高硬度，且进一步赋予涂层功能，如透明、疏水疏油、防污、自修复等可拓展涂层在柔性显示设备和海洋防污等方面的应用。本文综述了功能性柔性硬质涂层的研究进展，并对其结构 -性能的关系进行了讨论。最后，展望了该领域的发展趋势。如何实现涂层多功能的集成和在极端环境下的使用将是功能性柔性硬质涂层的重要研究方向。
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  可控释放型海洋防污涂料的研究进展

  任新宇, 刘斌, 王琪, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 70-76. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-198

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  防污涂料因性能可控、使用简便、经济高效等优点已逐渐成为应用最为广泛的防污技术。目前，如何解决涂层中防污剂的“暴释”问题以实现绿色长效防污，是国内外研究学者重点关注的技术难题，开发绿色高效的海洋防污涂料已成为研究的焦点和发展的主要方向。文章首先介绍了化学杀生型以及环境友好型海洋防污涂料，针对控释重点讨论了微胶囊包覆、微管吸附、温敏水凝胶和分子筛这 4种主流防污剂控释技术的特点、机理及其研究进展。在此基础上，梳理了每种技术存在的问题，提出了相应的解决措施，并探究了一种新型智能控释材料——金属有机框架。最后，在技术总结的基础上，从实现海洋防污与环境保护共赢和协同发展的角度，进行了展望。
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  海水冷却管道防污技术研究进展

  陈炯延, 王钊, 郭晋汉, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 77-84. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-189

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  海洋生物污损是海洋工程装备与设施服役过程中面临的一大难题。对于海水冷却管道而言，污损生物的生长会使管道管壁变厚甚至管道堵塞，导致冷却效率下降。近年来国内外学者探究了众多管道防污新技术，例如超声防污法等物理防污方法和季铵盐、脂肪胺药剂等化学防污方法。文章从这些防污方法的原理、使用效果、环保性等方面进行介绍与分析，并对其应用可行性进行分析和展望。
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  水凝胶海洋防污涂层材料研究进展

  孙宏刚, 曹皓, 杨建军, 等

  涂料工业. 2023, 53(9): 85-90. https://doi.org/10.12020/j.issn.0253-4312.2023-112

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  水凝胶是一种理想的防污材料，因此水凝胶防污涂层材料的设计和应用受到了广泛关注。文章旨在总结水凝胶涂层在海洋防污领域的应用和研究。介绍了海洋污损生物的危害，阐述了水凝胶的防污机制，重点论述了纯水凝胶涂层材料、水凝胶 -有机树脂涂层材料的国内外研究进展。对纯水凝胶涂层材料来说，其设计的重点集中于力学性能的提高、附着力的增强和防污性能的提升；水凝胶 -有机树脂涂层设计研究应注重水凝胶与树脂之间相容性和水凝胶添加量的探索。最后指出水凝胶防污涂层材料存在的问题和发展方向。