中的应用,提出了纳米防污涂料存在的问题和未来发展的方向。关键词防污涂料纳米填料纳微结构纳米载体人类的经济活动与海洋的关系日益密切,海上经济的发展,海洋资源的开发利用,都离不开海上船舶运输,而目前制约海上船舶运输的最主要因素之就是海洋污损问题。当船舶在海上航行时,水面以下的部分常常被海洋污损生物附着,极大的增加了船舶的重量,增大了航行的阻力,使燃料的使用量显著提高同时,附着的污损生物分泌的有机酸会加速船体的腐蚀进程,减少船舶的使用寿命。据估计,由海洋污损导致的燃料消耗量增加可达,而航次总成本增加可达,对此全球每年大约要花掉亿美元。为解决海洋污损问题,人们采取了很多方法,其中涂刷海洋防污涂料因其经济性有效性易操作性,得到了最广泛的应用。人们对防污涂料的研究大致经历了个阶段基料可溶型防污涂料基料不溶型防污涂料有机锡自抛光防污涂料和无锡自抛光防污涂料。其中前两种涂料因性能问题已经被淘汰有机锡自抛光防污涂料虽然有着良好的防污性能和防污时效,但因有机锡化合物有毒且极难分解,这种涂料已经被禁止使用而目前使用最多的无锡自抛光防污涂料大部分使用铜系防污剂,随着人们对铜系,特别是氧化亚铜对环境的破坏性越来越警惕,研制低毒无毒的环境友好型船舶防污涂料成为了新的热点。改变低表面能涂层表面结构,提高涂层疏水性所有的海洋附着生物,都是依赖分泌的粘液吸附在它们赖以生存的表面,在吸附过程中,粘液首先要润湿固体表面,然后才能在固体表面驻扎,所以润湿性决定了附着生物与涂层表面之间的实际接触面积和吸附强度。润湿性好,粘液在涂层表面的铺展面积就大,吸附强度高润湿性差,则粘液在涂层表面的铺展面积就小,附着强度低。低表面能防污涂料的防污机理就是基于此,涂膜表面具有很低的表面能,粘液在涂膜表面易成球形而难以铺开,使得污损生物难以附着,即使附着也不牢固,在水流或其他外力作用下很容易脱落,从而达到防污的目的。但是单纯的低表面能防污涂料因其单的作用方式效率较低,在复杂的海域中尤为明显,船体常常需要定期的清洗。受到自然界些生物防污方式的启示,如荷叶鲨鱼等,人们在降低涂层表面能的同时,通过改变涂层表面的粗糙度和构建表面微观结构来提高涂料的防污性能,称为仿生低表面能防污涂料。在自然界中,荷叶是具有超疏水和表面自清洁的最典型例子之。江雷研究小组通过观察荷叶表面的图片发现,荷叶表面由很多的乳突所组成,而每个乳突上又存在纳米级的级结构,这种微米与纳米结构相复合的阶层结构被认为荷叶具有超疏水性和自清洁功能的根本原因。所以人们根据荷叶效应,在低表面能涂层表面构建类似荷叶表面的微米纳米阶层结构,达到进步提高涂层表面的疏水性,降低粘液润湿性,增强防污性能的目的。方面在光照条件下,产生自由电子和带正电的空穴,电子与水中的氧分子结合生成,空穴与水中的结合生成,将细菌内有机物降解成和等无机物,使细菌死亡另方面游离出来的锌离子与细菌细胞膜上的蛋白质结合,与其结构中的巯基羧基羟基反应,破坏其结构,同时部分锌离子进入细胞后使蛋白质变性,破坏细菌的分裂增殖能力,达到抗菌的目的,待细菌死亡后,锌离子能游离出来继续杀死其它的细菌。而与纳米和纳米等相比,纳米具有杀菌条件简单本身无色无毒等优点,纳米作为防污剂的防污效果高效长久。李彦峰等通过实验结果表明,在涂料体系中添加纳米氧化锌后,可以使涂料的抑菌率随纳米氧化锌的含量增大而增大。当纳米氧化锌的含量为时,涂料的抑菌率可达。当在防污涂料中添加纳米粒子作为填料后,填料粒子之间的粒度差异微小,纳米粒子被树脂包覆形成微米级的集团颗粒,颗粒之间存在孔隙,而在这些微米级颗粒的表面又形成了纳米尺度的凸起,这样在涂层表面就构成了类似荷叶表面的微米纳米阶层结构,由多种微纳米孔道凹槽以及浮凸结构等构成。当涂层与海水接触后,表面的部分微纳米孔洞会被水珠封闭,从而在孔道或凹槽上形成层气膜,满足模型,使得低表面能的疏水表面的接触角进步增大,润湿性更低,不利于污损生物的附着,提高了防污性能。下图是液滴在理想微米结构表面和微米纳米阶层结构表面的润湿情况示意图。图液滴在结构表面的润湿情况示意图陈美玲等在有机硅改性丙烯酸树脂中添加纳米和超细颜填料粉体,制备低表面能船舶防污涂料,在试验中观察到在涂层表面,水和涂膜之间分别存在着数量不等,大小不同的气膜,且接触角越大,气膜数量越多,涂膜的疏水性能增强。李善文等用正交实验法考察了以纳米为改性剂的低表面能海洋防污涂料,测得涂料最佳接触角为,其相应的表面能为由实海挂板试验发现,加入的纳米可使涂料的污损海生物附着量大大减少,其防污效果得到了明显提高。环境友好型纳米船舶防污涂料的研究。方面在光照条件下,产生自由电子和带正电的空穴,电子与水中的氧分子结合生成,空穴与水中的结合生成,将细菌内有机物降解成和等无机物,使细菌死亡另方面游离出来的锌离子与细菌细胞膜上的蛋白质结合,与其结构中的巯基羧基羟基反应,破坏其结构,同时部分锌离子进入细胞后使蛋白质变性,破坏细菌的分裂增殖能力,达到抗菌的目的,待细菌死亡后,锌离子能游离出来继续杀死其它的细菌。而与纳米和纳米等相比,纳米具有杀菌条件简单本身无色无毒等优点,纳米作为防污剂的防污效果高效长久。李彦峰等通过实验结果表明,在涂料体系中添加纳米氧化锌后,可以使涂料的抑菌率随纳米氧化锌的含量增大而增大。当纳米氧化锌的含量为时,涂料的抑菌率可达。改变低表面能涂层表面结构,提高涂层疏水性所有的海洋附着生物,都是依赖分泌的粘液吸附在它们赖以生存的表面,在吸附过程中,粘液首先要润湿固体表面,然后才能在固体表面驻扎,所以润湿性决定了附着生物与涂层表面之间的实际接触面积和吸附强度。润湿性好,粘液在涂层表面的铺展面积就大,吸附强度高润湿性差,则粘液在涂层表面的铺展面积就小,附着强度低。低表面能防污涂料的防污机理就是基于此,涂膜表面具有很低的表面能,粘液在涂膜表面易成球形而难以铺开,使得污损生物难以附着,即使附着也不牢固,在水流或其他外力作用下很容易脱落,从而达到防污的目的。但是单纯的低表面能防污涂料因其单的作用方式效率较低,在复杂的海域中尤为明显,船体常常需要定期的清洗。受到自然界些生物防污方式的启示,如荷叶鲨鱼等,人们在降低涂层表面能的同时,通过改变涂层表面的粗糙度和构建表面微观结构来提高涂料的防污性能,称为仿生低表面能防污涂料。在自然界中,荷叶是具有超疏水和表面自清洁的最典型例子之。江雷研究小组通过观察荷叶表面的图片发现,荷叶表面由很多的乳突所组成,而每个乳突上又存在纳米级的级结构,这种微米与纳米结构相复合的阶层结构被认为荷叶具有超疏水性和自清洁功能的根本原因。所以人们根据荷叶效应,在低表面能涂层表面构建类似荷叶表面的微米纳米阶层结构,达到进步提高涂层表面的疏水性,降低粘液润湿性,增强防污性能的目的。环境友好型纳米船舶防污涂料的研究摘要涂刷防污涂料是船舶海洋防污的重要手段,而研制环境友好型防污涂料是船舶防污涂料发展的必然趋势。本文介绍了纳米材料的特性,综述了几种纳米材料及结构在环境友好型防污涂料中的应用,提出了纳米防污涂料存在的问题和未来发展的方向。关键词防污涂料纳米填料纳微结构纳米载体人类的经济活动与海洋的关系日益密切,海上经济的发展,海洋资源的开发利用,都离不开海上船舶运输,而目前制约海上船舶运输的最主要因素之就是海洋污损问题。当船舶在海上航行时,水面以下的部分常常被海洋污损生物附着,极大的增加了船舶的重量,增大了航行的阻力,使燃料的使用量显著提高同时,附着的污损生物分泌的有机酸会加速船体的腐蚀进程,减少船舶的使用寿命。据估计,由海洋污损导致的燃料消耗量增加可达,而航次总成本增加可达,对此全球每年大约要花掉亿美元。为解决海洋污损问题,人们采取了很多方法,其中涂刷海洋防污涂料因其经济性有效性易操作性,得到了最广泛的应用。人们对防污涂料的研究大致经历了个阶段基料可溶型防污涂料基料不溶型防污涂料有机锡自抛光防污涂料和无锡自抛光防污涂料。其中前两种涂料因性能问题已经被淘汰有机锡自抛光防污涂料虽然有着良好的防污性能和防污时效,但因有机锡化合物有毒且极难分解,这种涂料已经被禁止使用而目前使用最多的无锡自抛光防污涂料大部分使用铜系防污剂,随着人们对铜系,特别是氧化亚铜对环境的破坏性越来越警惕,研制低毒无毒的环境友好型船舶防污涂料成为了新的热点。环境友好型纳米船舶防污涂料的研究。纳米微胶囊化防污剂是将聚合物材料沉积在中心核或活性物质上,通过改变聚合物材料的种类沉积物厚度交联度包复物粒径包复方法以及包复颗粒的浓度,可以调节防污剂的实际释放速率。微胶囊化的防污剂可以长期稳定存在于涂层中,并持续释放,同时也改善防污剂的渗出性能,延长了防污期效,降低了对环境的影响。曲园园黄昊飞以聚丙烯酸酯为囊壁,环氧甲萘醌为囊芯制备了环氧甲萘醌微胶囊舰船防污涂料,采用透射电镜和纳米粒度仪对微胶囊形貌进行表征,结果表明,制备的环氧甲萘醌微胶囊平均粒径约为,环氧甲萘醌微胶囊的核壳质量比为时,制备的涂膜中环氧甲萘醌的释放速率最平稳,涂层防污效果最好。王锦成陈思浩等主要以明胶为囊壁辣椒素为囊芯,采用单凝聚法制备了辣椒素的纳米微胶囊。该胶囊的粒径在左右,制备工艺更为简单热稳定性能较高加工性能更为优良。作为防污涂料使用时不会对使用其的材料的物理机械性能造成较大的影响,而且缓释性更强,适用范围更为广泛,具有生物可降解性,满足环保要求。碳纳米管碳纳米管是由片层结构的石墨卷曲而成的纳米级管状结构,主体部分是由无缝中空的角形