低表面能海洋防污涂层研究进展

于青 1,2,贺子麒1,2,仲利东1,2,周钰洁1,2,徐立新1,2(1.长三角船舶与海工装备技术创新中心;2.江苏省船舶与海洋工程装备技术创新中心)
摘要:[目的]为了解决海洋生物污损严重影响船舶、海洋装备及设施性能并导致能耗增加,以及传统杀生型防污涂料存在环境毒性的问题,[方法]对主流新型防污技术——低表面能污损释放型涂层及其环境友好特性的相关研究报道进行了梳理研究及分析。该类涂层通过降低表面能与弹性模量来减少生物附着,使污损生物在水流作用下自然脱落。系统综述并详细分析了为提升涂层力学性能、耐久性和防污效率所开展的改性策略,包括有机硅、有机氟、两亲性聚合物及有机-无机杂化材料等复合材料,以及结构优化、纳米增强和仿生设计等手段。[结果]发现可通过采用有机硅/氟、两亲性聚合物和有机-无机杂化及纳米仿生等改性策略,使污损释放涂层实现良好的防污效果,同时力学性能(硬度、附着力)得到显著提升,但面对实际应用仍面临许多挑战。[结论]未来研究应聚焦多功能一体化涂层开发、仿生结构优化及环境适应性提升,并力求在性能、耐久性、成本与环保之间取得平衡,推动海洋防污技术向高效、环保和可持续方向发展。
关键词:海洋生物污损;低表面能防污涂层;污损释放型;多功能一体化涂层

目录介绍

0 引言

1 海洋污损过程与机理

1)第1阶段:有机分子条件膜(基膜)的形成

2)第2阶段:生物膜(微生物黏膜)的建立

3)第3阶段:小型污损生物的附着与定殖

4)第4阶段:大型污损生物的附着

2 低表面能涂层的防污机理

3 低表面能防污涂层的研究进展

3.1 有机硅低表面能防污涂层

3.2 有机氟低表面能防污涂层

3.3 其他化学结构的绿色低表面能防污涂层

4 低表面能防污涂层技术的工程应用挑战及发展方向

4.1 从研究到应用的核心挑战

1)长期应用能力

2)工艺的工程化放大

3)性能、耐久性、环保与成本之间的平衡

4.2 未来发展方向与工程导向

1)注重耐久性设计

2)研制可调式智能自适应防污涂层

3)建立全流程标准与评价体系

5 结论


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