《基于有机硅低表面能防污涂料的合成及其防污应用性能研究》由会员分享，可在线阅读，更多相关《基于有机硅低表面能防污涂料的合成及其防污应用性能研究（130页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、谨以此论文献给 所有给予我关心与帮助、支持与鼓励的老师、同 学、朋友和亲人们! 王强 基于有机硅低表面能防污涂料的合成及其防污应用 性能研究 学位论文完成日期：兰Q ! Q ：Q 生 指导教师签字： 答辩委员会成员签字： m I I III II II ll l i ftf IIll 18 2 8 7 5 1 独创声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的 研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含未获得或其他教育机构的学位或证 书使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中
2、作 了明确的说明并表示谢意。 学位论文作者签名：- T 乒：菏签字日期：勘l o 年。蛔p 日 弋h 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，并同意以下 事项： 1 、学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许 论文被查阅和借阅。 2 、学校可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以 采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。同时授权清华大学”中 国学术期刊( 光盘版) 电子杂志社”用于出版和编入C N K I 中国知识资源总库， 授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库。 ( 保密的
3、学位论文在解密后适用本授权书) 学位论文作者魏，王盈， 聊繇 签字日期：砂p 年仍f 月，口日 签字日期： 日 p 2 月 了 年 基于有机硅低表面能防污涂料的合成及其 防污应用性能研究 捅斐 论文从有机硅的低表面能特性出发，较系统地研究了有机硅改性树脂的制备 及其海洋防污应用性能，探索了其在长效无毒低表面能脱污型( f o u l i n gr e l e a s e ) 防污涂料中的应用。主要研究内容和结果如下： ( 1 ) 以性能优异、价格低廉的丙烯酸树脂为基础，设计合成了具有低表面 能的系列有机硅改性丙烯酸树脂，并用红外光谱和乌氏粘度计对合成树脂的结构 及分子量进行了表征；并利用T G
4、 、接触角测量仪、划水实验以及抑藻实验对树 脂性能进行了分析。实验结果表明采用自由基法，实现了硅单体与丙烯酸酯单体 的共聚，制备出了具有低表面性能的有机硅改性丙烯酸树脂，与水的静态接触角 高达9 2 0 。以该有机硅改性丙烯酸树脂为成膜物制备的低表面能脱污型防污涂料， 实海实验证明其有效防污期可达1 0 个月左右。 ( 2 ) 通过硅橡胶对丙烯酸树脂进行物理、化学改性，制备出了含有H R A 、 宰、宰以及P D M S 1 的系列树脂。利用m 、聚焦显微镜、生物荧光显微镜、接触 角测量仪及S E M 等对树脂的本体结构及表面特性进行了表征；采用加速划水实 验、金属盐溶液浸泡实验、抑藻实验、海
5、上挂板实验以及E I S 法等多种评价手段 评价了树脂的防污应用性能。实验结果表明硅橡胶引入丙烯酸树脂中，充分利用 了自分离( s e l f - s t r a t i f y i n g ) 技术，不但赋予改性丙烯酸树脂涂层的低表面能特性， 而且解决了硅橡胶类材料附着力差的缺陷。同时，研究发现涂层表面与水的静态 接触角( 0 ) 约为1 1 1 0 士1 0 ，R a 为0 1 2 3 u m 以及表面具备3 - 5 9 m 的坑槽时，涂层 具有最佳的防污效果。还利用仿生学原理，模仿生物体表不断有分泌物的特性， 通过添加了枣的P D M S l 硅油，使涂层表面有“分泌物”的存在，实现了一
6、定时 期内污损生物难以稳固附着，为开发无毒的仿生涂料，提供了理论与应用基础。 ( 3 ) 针对海洋污损生物的附着机理，结合丙烯酸木树脂、丙烯酸金属盐树脂 A 的自抛光性以及硅树脂低表面能性能，通过复配制备出了多功能海洋防污涂 料。分别采用A 一工艺、B 工艺、G H B B 2 c 工艺以及G H B B 2 4 工艺对硅橡胶改 性丙烯酸树脂的合成工艺流程进行了探索，实现了与功能单体( 或木) 的稳定共 聚，有效利用微相分离技术实现树脂制备具有靶向性，提升了海洋防污性能。通 过复配制备的防污涂料进行室内、海洋评价，表明兼备低毒、自抛光、低表面能 特性的复配涂料，具有优良的防污性能。 关键词：自
7、由基聚合；丙烯酸树脂；有机硅材料；复配涂料；防污性能 R e s e a r c ho np r e p a r a t i o na n da n t i f o u l i n ga p p l i e d p e r f o r m a n c eo fo r g a n o s i l i c o n e A b s t r a c t I nt h i sp a p e r , s e r i e so fm o d i f i e da c r y l i cr e s i nb yo r g a n o s i l i c o nw e r ep r e p a r e d r
8、e f e r r i n gt ot h ea n t i f o u l i n gm e c h a n i s mo fm a r i n el i v e s T h i sw o r kl a y st h e o r e t i c a l f o u n d a t i o nf o rt h ep r e p a r a t i o no fl o n g - t e r me n v i r o n m e n t a lf o u l i n gr e l e a s ea n t i f o u l i n g p a i n t s T h es t u d i e
9、sa n dr e s u l t sa r es u m m a r i z e da sf o l l o w s ： ( 1 ) T h ew o r kr e f e r st oa c r y l i cr e s i n a sf o u n d a t i o nm a t e r i a lb e c a u s eo ft h e s u p e r i o rp r o p e r t i e sa n dl o w e rc o s t s D e s i g n e da n ds y n t h e s i z e das e r i e so fm o d i f
10、i e d a c r y l i cr e s i nw i t hl o w e rs u r f a c ee n e r g y T h ei n f r a r e ds p e c t r o s c o p ya n dU b b e l o h d e v i s c o m e t e rw e r eu s e dt od e t e c tt h es y n t h e t i cr e s i ns t r u c t u r e sa n dm o l e c u l a rw e i g h t T h eb u l ka n ds u r f a c ep r
11、o p e r t i e so ft h ec o p o l y m e r sw e r ec h a r a c t e r i z e db yI R ，T G , a n d C o n t a c tA n g l eA n a l y z e r , a n dt h ep e r f o r m a n c eo fr e s i na n dp a i n t sw e r es t u d i e db y a c c e l e r a t i n gs e a w a t e rt e s t , s a l ts o l u t i o ni m m e r s i
12、 o nt e s ta n da n t i a l g a la c t i v i t i e s T h e r e s u l t si n d i c a t e dt h a tv a r i o u sk i n d so fa c r y l i cm o n o m e rC a nb ec o p o l y m e r i z e dw i t h t h eo r g a n o s i l i c o n em o n o m e rt h r o u g hc o n t r o l l i n gt h ec r a f tp a r m a e t e r s
13、a n db a s e do nt h e f r e er a d i c a ls o l u t i o nc o p o l y m e r i z a t i o np r i n c i p l e ，a n dt h ec o n t a c ta n g l eb e t w e e nt h e f i l mo ft h em o d i f i e da c r y l i cr e s i na n dw a t e ra r e9 2 。T h em o d i f i e da c r y l i cr e s i nh a v e s i m p l ea n
14、ds a f es y n t h e s i sp r o c e s s ，w i d e s p r e a dr a wm a t e r i a la n db r o a da p p l i c a t i o n ， w h i c hh a v ew i d e l ya p p l i c a t i o np r o s p e c ta st h es u b s t i t u t eo ft o x i ca n t i f o u l i n gc o a t i n g s W eu s e do r g a n o s i l i c o n em o d i
15、 f i e da c r y l i cr e s i na st h em a t r i xm a t e r i a la n dm i x e dt h e m w i t ht h ed i f f e r e n tk i n do fa n t i f o u l i n gb o o s t e r s ，a i da g e n t s ，p i g m e n t sa n ds o l v e n t s ， s y n t h e s i z e dl o w - t o x i ca n t i f o u l a n tw i t hl o ws u r f a
16、c ee n e r g y I n s p i r a t i o n a l l y , t h e r ew a s a b o u t10m o n t h se x p o s e dt om a r i n ee n v i r o n m e n ti ng r o w t hs e a s o n ( 2 ) W es y n t h e s i z e das e r i e so fa c r y l i cm o n o m e rc o n t a i n i n gH R A ，幸，a n d P D M S 1 b a s e do nt h eR T Va n dR T V Br e s i n T h em o d i f i e dc o p o l y m e r sa n dt h e s u r f a c ep r o p e r t i e sw e r ei n v e s t i g a t e db yI l L
