介孔二氧化硅的制備及其在氟-硅防污涂料中的應(yīng)用.pdf

1、為了減少海洋污損生物在船底等海下設(shè)施表面的附著，同時(shí)保護(hù)海洋生態(tài)平衡，研究開發(fā)具備表面自由能低、熱氧化穩(wěn)定性好、耐磨性強(qiáng)、柔韌性好、機(jī)械性能優(yōu)異等特性的環(huán)保型氟/硅改性低表面能聚合物涂層材料，具有減少能耗、降低成本等很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，同時(shí)在保護(hù)海洋生態(tài)環(huán)境方面具有重要的社會(huì)價(jià)值。低表面能聚合物材料因其獨(dú)特的結(jié)構(gòu)和性能而備受關(guān)注。
　　利用含氟和非氟丙烯酸酯類單體通過基團(tuán)轉(zhuǎn)移自由基聚合的聚合方式，制備得到有機(jī)氟化物改性的丙烯酸酯聚合物

2、組分(FPA);通過含羥基(-OH)的有機(jī)硅樹脂基質(zhì)與含兩個(gè)或多個(gè)異氰酸酯基(-NCO)的異氰酸酯單體聚合生成端基為-NCO的有機(jī)硅樹脂改性聚氨酯預(yù)聚體組分(SPU);將FPA和SPU組分在使用環(huán)境條件下聚合固化成膜(FPA-SPU)后，所得FPA-SPU涂層兼有FPA的超低表面特性及較強(qiáng)的力學(xué)性能和SPU的優(yōu)異的熱氧穩(wěn)定性及鏈段柔韌性。使用傅里葉紅外光譜(FTIR)、凝膠滲透色譜(GPC)和X射線光電子能譜(XPS)等對(duì)上述各聚合物進(jìn)

3、行了表征，同時(shí)，測(cè)定了所得聚合物涂層的綜合性能。所得復(fù)合涂層的接觸角可達(dá)115°，涂層的鉛筆硬度、沖擊強(qiáng)度、附著力及耐化學(xué)藥品性能相對(duì)較好且吸水率相對(duì)較低。
　　采用非離子型三嵌段共聚物聚氧乙烯-聚氧丙烯-聚氧乙烯(P123)為模板劑，正硅酸乙酯(TEOS)為硅源物質(zhì)，在酸性條件下利用水熱反應(yīng)合成得到介孔分子篩材料SBA-15，其比表面積為733m2/g、平均孔徑為6.Snm以及孔體積為1.21cm3/g;通過后合成方法利用氨基功

4、能化硅烷偶聯(lián)劑3-氨丙基三乙氧基硅烷(APTES)和N-(2-氨基乙氨基)丙基三甲氧基硅烷(AAPTS)分別對(duì)所制備的SBA-15的孔道表面進(jìn)行氨基功能基團(tuán)的嫁接改性;利用所得的不同類型的SBA-15對(duì)辣根過氧化物酶(HRP)進(jìn)行固定化研究，所得固定化HRP的活性及操作穩(wěn)定性等性能均有很大程度的提高。使用廣角X射線衍射分析(WAXRD)、小角X射線粉末衍射分析(SAXRD)、低溫N2吸附-脫附實(shí)驗(yàn)、透射電子顯微鏡表征(TEM)及傅立葉變

5、換紅外光譜分析(FTIR)對(duì)產(chǎn)物進(jìn)行了表征。
　　通過共混法首次將介孔分子篩材料SBA-15引入到氟/硅改性雙組份低表面能聚合物組分中，形成無機(jī)網(wǎng)絡(luò)與有機(jī)網(wǎng)絡(luò)交互穿插的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，所得到的SBA-15與FPA-SPU的復(fù)合涂層(SBA-15/FPA-SPU)的水接觸角、耐化學(xué)藥品性、耐水性、力學(xué)性能及熱穩(wěn)定性等均有所提高且吸水率有所下降。通過實(shí)驗(yàn)室微生物附著實(shí)驗(yàn)和實(shí)海靜態(tài)掛板實(shí)驗(yàn)對(duì)涂層進(jìn)行防污評(píng)價(jià)研究，結(jié)果表明實(shí)驗(yàn)室制備低表面能涂層