收藏本站
《国防科学技术大学》 2008年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

低表面能及仿生表面微结构防污技术

钱斯文  
【摘要】: 本文针对海洋防污涂料在环保、高效、广谱等方面存在的问题,由自然界生物的防污方式出发,提出了一种低表面能与表面微结构相结合的仿生防污新方法,据此开展了新型仿生防污涂料的研究工作。根据有机硅树脂与有机氟化合物各自的特点,将二者有机结合,研制了新型低表面能聚合物;并通过有机/无机杂化方式,克服了该类材料附着力及浸水稳定差的难题;在此基础上,采用纳米粒子填充法在低表面能聚合物表面构建了微米一纳米二级结构,有效地将低表面能与表面微结构结合起来。本文还提出了一种简便、快速的实验室内评价防污涂料防污效果的新方法,与接触角测试、实海挂板实验共同评估自研防污涂料的防污效果,并将三种方法得到的结果对比分析,结果表明接触角作为初步衡量防污效果的参数是不够准确的。 在低表面能树脂方面,本文先后合成出分别含氟和含硅的两种新型聚合物:含羟基官能团的含氟丙烯酸酯聚合物FPA,以及异氰酸根封端的有机硅改性聚氨酯预聚体SPU,以此研制出一种新型低表面能聚合物FPA—SPU,该聚合物同时结合了有机硅和有机氟的优点,具有较好的柔韧性和超低表面能,接触角达到103°,大大优于单纯的含氟丙烯酸酯聚合物和有机硅改性聚氨酯。在此基础上,创造性地采用酸催化溶胶—凝胶法向FPA—SPU聚合物中引入无机Si—O网络,研制出了FPA—SPU/SiO_2纳米杂化材料,通过互穿网络结构显著提高了聚合物体系的交联密度,解决了低表面能聚合物附着力及浸水稳定性差的难题,并使接触角进一步提高至109°。 随后,仿照自清洁生物的表皮微观结构,首次采用纳米粒子填充法在FPA—SPU低表面能聚合物表面构建微米一纳米二级结构,使表面接触角由109°突升到150°以上,极大增强了其疏水性能;且该方法将低表面能聚合物与表面微结构有机结合,制备方法简便易行,无需复杂仪器设备,特别适合于舰船表面的大面积施工和低成本涂布。 为了检验本文研制的新型仿生防污涂料的防污性能,提出了一种简便、快速的评估其防污效果的实验室评价方法,并通过在青岛、三亚两海域进行的实海挂板测试,探讨了防污性能的各影响因素;将材料本身的接触角测试、实验室快速评价方法和实海挂板实验的结果进行了对比,分析了接触角作为初步衡量防污效果参数的可行性,并验证了实验室评价方法的准确性和可靠性。
【学位授予单位】:国防科学技术大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2008
【分类号】:TB383.1

手机知网App
【引证文献】
中国博士学位论文全文数据库 前1条
1 陈文娟;抗污染自清洁膜表面的仿生构建及油水分离过程强化研究[D];天津大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 刘雪梅;基于船舶绿色防污的贝壳表面形貌研究[D];武汉理工大学;2010年
2 周文木;生物表面海洋防污性能研究[D];国防科学技术大学;2010年
3 李书召;仿生非光滑陶瓷耐磨涂层的制备及耐磨性研究[D];大连理工大学;2012年
【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 吴始栋;;船舶防污技术发展现状[J];船舶物资与市场;2001年04期
2 符连社,张洪杰,邵华,孟庆国,倪嘉缵;溶胶-凝胶法制备无机/有机杂化材料研究进展[J];材料科学与工程;1999年01期
3 张晔,周贵恩,李磊,张裕恒;纳米TiO_2-甲基丙烯酸甲酯聚合物均匀分散系的制备和结构[J];材料研究学报;1998年03期
4 胡维玲,吴玲玲,周静,李竞新,罗瑾,林仲华;利用导电涂膜直接电解海水法防护生物腐蚀 1.模拟和测量技术[J];电化学;1999年03期
5 孙萍,孙咏红,王艳云;海洋污损生物防除技术研究[J];大连铁道学院学报;2000年04期
6 尚修勇,朱子康,印杰,马晓东;偶联剂对PI/SiO_2纳米复合材料形态结构及性能的影响——Ⅰ[J];复合材料学报;2000年04期
7 高朋召,王红洁,金志浩;SiO_2溶胶-凝胶转变过程的动力学研究及应用[J];复合材料学报;2003年04期
8 王晓东,彭晓峰,闵敬春;接触角滞后现象的理论分析[J];工程热物理学报;2002年01期
9 李书宏,冯琳,李欢军,翟锦,宋延林,江雷,朱道本;柱状结构阵列碳纳米管膜的超疏水性研究[J];高等学校化学学报;2003年02期
10 李斌,陈文广,王晓工,周其庠;聚丙烯表面接枝PNIPAAm膜Ⅱ.表面特性和温度响应性研究[J];高分子学报;2003年01期
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭少方,张昭;化学还原法制备纳米金属粉的几点考虑[J];四川有色金属;2003年02期
2 严海标,陈名华,郦华兴;聚合物/无机纳米复合材料的制备及应用[J];工程塑料应用;1999年08期
3 陈玉胜,张祥福,张勇,周志刚;马来酸酐、苯乙烯双单体接枝ABS及其应用[J];工程塑料应用;1999年11期
4 李亚东,张华林,马亿珠,李宾杰,吴志申;ABS/纳米Sb_2O_3复合材料阻燃性能研究[J];工程塑料应用;2005年02期
5 袁华;杨军伟;刘万强;任杰;;熔融扩链反应制备PLA/PBAT多嵌段共聚物[J];工程塑料应用;2008年10期
6 孙宝寿;邓益民;陈哲;王利柱;刘军;;基于Taguchi和UDE试验设计的注塑工艺参数优化[J];工程塑料应用;2009年12期
7 于海容;王宗花;张菲菲;夏建飞;夏延致;李延辉;;聚乙烯醇/碳纳米管复合超滤膜的制备及应用研究[J];工程塑料应用;2011年09期
8 刘都宝;唐邓;张文荣;许戈文;;无溶剂型水性聚氨酯的合成及性能研究[J];安徽大学学报(自然科学版);2008年05期
9 刘锦红;陈萍;黄毅萍;;核-壳型含氟丙烯酸酯共聚物乳液的合成与表征[J];安徽大学学报(自然科学版);2010年03期
10 王冬梅;李村;吴振玉;朱维菊;;聚乙二醇模板对多孔氧化物复合材料的影响[J];安徽大学学报(自然科学版);2011年03期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 刘江涛;范基升;陈萍;陈焕铭;王亚红;;水性环氧防腐涂料的研究与制备[A];第十五届全国涂料与涂装技术信息交流会暨商用车、工程机械、轨道交通涂装技术研讨会论文集[C];2012年
2 刘保磊;肖斌;王同赛;杨兆宇;;高丰满度丙烯酸聚氨酯漆的研制[A];第十五届全国涂料与涂装技术信息交流会暨商用车、工程机械、轨道交通涂装技术研讨会论文集[C];2012年
3 郑筱梅;杨玲;刘光兵;;镍-纳米Al_2O_3复合电镀的工艺研究[A];2003年全国电子电镀学术研讨会论文集[C];2003年
4 屠振密;胡会利;李宁;曹立新;安茂忠;;电沉积纳米晶合金的最新进展[A];2007(第13届)全国电子电镀学术年会暨绿色电子制造技术论坛论文集[C];2007年
5 齐登红;常珂;朱中道;;利用回归分析确定降水入渗补给函数[A];河南省地质调查与研究通报2007年卷(上册)[C];2007年
6 陈立海;杨青真;孙志强;季新杰;;基于遗传算法与神经网络的翼型气动优化设计研究[A];第二十九届中国控制会议论文集[C];2010年
7 吴洁;张友法;余新泉;;金属仿生超疏水表面的制备及应用[A];纪念《金属制品》创刊40周年暨2012年金属制品行业技术信息交流会论文集[C];2012年
8 丁建彤;白银;戴玭;杨建国;石研然;;高速水下钢球法的建立与应用[A];2011全国水工泄水建筑物安全与病害处理技术应用会刊[C];2011年
9 朱建华;杨振;金权;刘毛毛;张旭;;新型超柔软滑爽硅油的合成[A];“润禾杯”第八届全国印染后整理学术研讨会论文集[C];2011年
10 庄伟;蔡再生;徐壁;徐丽慧;;硅水溶胶法棉织物无氟超疏水整理研究[A];“亚伯”杯2011年第五届全国纺织印染助剂学术交流会论文集[C];2011年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 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[D];中国海洋大学;2010年
2 张云;基于功能化纳米颗粒和仿生材料的生化分析新方法[D];湖南大学;2010年
3 徐远纲;大型电站锅炉掺烧印尼煤的研究与应用[D];华中科技大学;2010年
4 伏振兴;稀土掺杂氟化物频率上转换及荧光效应研究[D];陕西师范大学;2010年
5 于利刚;废橡胶粉的杂化改性及其对水泥基材料结构与性能的影响[D];华南理工大学;2010年
6 陆军;喷雾药液在靶标植株上的沉积与润湿研究[D];江苏大学;2010年
7 尹先升;锆酸锂材料的设计、合成及高温CO_2吸附性能[D];华东理工大学;2011年
8 田和保;硅溶胶硅酸钾(钠)混合物体系稳定性及微量热热动力学[D];武汉理工大学;2010年
9 胡园园;含氟丙烯酸酯聚合物共混乳液自组织形成梯度结构膜研究[D];武汉理工大学;2010年
10 张桂敏;莫来石的低温合成与透波性能研究[D];武汉理工大学;2010年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 翟钦辉;日粮中不同锡水平对肉鸡生长性能和健康的影响[D];华中农业大学;2010年
2 庞宇;纳米TiO_2的表面改性及其对聚氨酯涂层耐蚀性能的影响[D];南昌航空大学;2010年
3 蒋颂波;航空用新型RTV-2有机硅胶黏剂的研制[D];南昌航空大学;2010年
4 刘超;聚氨酯膜预防综放巷道煤层自燃技术的研究[D];山东科技大学;2010年
5 董娅佩;静电纺丝技术制备稀土掺杂二氧化钛纳米带与光催化性能研究[D];长春理工大学;2010年
6 黄振架;含氟硅两亲性梳形接枝共聚物的合成与表征[D];浙江理工大学;2010年
7 梁秦秦;有机硅的结构与表面吸附性能的研究[D];浙江理工大学;2010年
8 朱丽静;溶胶-凝胶法制备BOPP基阻隔性包装复合薄膜及其性能研究[D];浙江理工大学;2010年
9 栗栋;二元染料的纳米TiO_2可见光催化降解研究[D];郑州大学;2010年
10 杨涛;异戊烯酸甲酯催化合成及动力学研究[D];郑州大学;2010年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 汤传义;水的表面张力与温度的关系[J];安庆师范学院学报(自然科学版);2000年01期
2 胡海豹;宋保维;刘冠杉;郭晓娟;潘光;;A Simulation Study of the Turbulent Drag Reduction Mechanisms Derived from Shark Skin[J];Journal of China Ordnance;2009年03期
3 刘文生;郭锦;彭文伟;何秋燕;黄静文;;金鱼早期仔鱼体表的电镜观察[J];动物学杂志;2006年02期
4 张占平;齐育红;刘红;;PTFE/FEVE氟碳防污涂层的表面特性与海藻附着[J];中国表面工程;2010年03期
5 吴始栋;舰船防污和环境保护[J];船舶;2002年02期
6 苏振霞;严岩;黄良民;;海水贝类养殖中污损生物的防除研究进展[J];水产科学;2007年04期
7 李刚;李海芳;余海晨;王艳霞;;改性聚偏氟乙烯中空纤维超滤膜处理乳化液废水[J];城市环境与城市生态;2007年01期
8 韩磊;张秋禹;;低表面能防污涂料的最新研究进展[J];材料保护;2006年02期
9 王强;李昌诚;闫雪峰;张志明;于良民;;低表面能海洋防污涂层技术及其评价方法[J];材料导报;2008年10期
10 郑群锁;低表面能防污涂料的进展[J];材料开发与应用;2001年01期
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 邓宝清;内燃机活塞缸套系统非光滑效应的仿生研究[D];吉林大学;2004年
2 袁成清;磨损过程中的磨粒表面和磨损表面特征及其相互关系研究[D];武汉理工大学;2005年
3 邱广明;苯乙烯和马来酸酐共聚物的合成、及其功能化膜与微球的研究[D];浙江大学;2006年
4 高科;孕镶金刚石仿生钻头的研究[D];吉林大学;2006年
5 金敬福;仿生结构在润滑条件下耐磨性能的研究[D];吉林大学;2007年
6 邢荣莲;海洋底栖硅藻的筛选、培养和应用研究[D];大连理工大学;2007年
7 张志辉;激光仿生耦合处理热作模具的热疲劳性能研究[D];吉林大学;2007年
8 袁志庆;超疏水表面的仿生构建[D];中南大学;2008年
9 桂泰江;有机硅氟低表面能防污涂料的制备和表征[D];中国海洋大学;2008年
10 王艳强;表面偏析超滤膜的制备及其抗污染机理研究[D];天津大学;2007年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 王磊;表面非光滑三维自组装膜的制备及其摩擦磨损性能研究[D];大连理工大学;2010年
2 朱亚超;基于小波变换的多聚焦图像融合与评价[D];武汉理工大学;2005年
3 田斌;海洋防污涂层生物学性能的研究[D];中国海洋大学;2005年
4 徐化兵;金属基环氧/聚氨酯梯度耐磨涂层的制备及性能研究[D];湖南大学;2005年
5 马奇;SiC-AlN水基料浆喷雾干燥及复相陶瓷的制备[D];浙江大学;2007年
6 谢峰;环氧/聚氨酯-二氧化硅杂化材料的制备及耐蚀性能研究[D];武汉理工大学;2007年
7 杨加宏;超疏水非光滑表面的设计与制作及其血液相容性和流体减阻的初步研究[D];江苏大学;2007年
8 李保家;仿生周期微结构表面设计制备及其润湿性能研究[D];江苏大学;2007年
9 吴松;三维表面形貌的评价技术及其应用基础研究[D];南京航空航天大学;2007年
10 钱振明;海洋底栖硅藻生长条件及其理化成分的研究[D];大连理工大学;2008年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 沈继红;李英;戴运桃;王淑娟;;X-band雷达图像中降雨干扰的识别与抑制[J];光学精密工程;2012年08期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 谢国涛;基于贝壳表面微结构的仿生表面制备技术研究[D];武汉理工大学;2012年
2 刘鹏;缸套内表面形貌对柴油机优化作用研究[D];武汉理工大学;2012年
3 王平;新型防污减阻软涂层的研究[D];浙江大学;2012年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 钱锡华,朱荣幸,唐徐汇;均匀设计试验法在合成不饱和聚酯试验中的应用[J];工程塑料应用;1988年03期
2 邵昌平,潘力,杨秀芝;TiO_2粉末上氮的光催化还原反应和TiO_2粉末晶型的影响[J];催化学报;1990年01期
3 刘平,林华香,付贤智,孟春;掺杂TiO_2光催化膜材料的制备及其灭菌机理[J];催化学报;1999年03期
4 沈伟韧,贺飞,赵文宽,方佑龄;超临界干燥法制备TiO_2气凝胶[J];催化学报;1999年03期
5 王浩,赵文宽,方佑龄,王润帮,李莉;二氧化钛光催化杀灭肿瘤细胞的研究[J];催化学报;1999年03期
6 李传峰,钟顺和;聚酰亚胺-二氧化硅杂化膜的制备与表征[J];催化学报;2001年05期
7 陶跃武,赵梦月,陈士夫,梁新;空气中有害物质的光催化去除[J];催化学报;1997年04期
8 符连社,张洪杰,邵华,孟庆国,倪嘉缵;溶胶-凝胶法制备无机/有机杂化材料研究进展[J];材料科学与工程;1999年01期
9 孙祖信,彭志强;导电高分子材料聚苯胺及其开发前景[J];材料开发与应用;1995年01期
10 田军,薛群基;端羟基聚二甲基硅氧烯改性环氧树脂[J];材料研究学报;1997年02期
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 ;我国有机氟硅一体发展渐成趋势[J];有机硅氟资讯;2009年06期
2 董达;刘根起;秦华宇;林乐瑜;王仲耀;;核/壳型含氟硅苯丙乳液的合成及性能[J];中国胶粘剂;2010年11期
3 ;有机氟硅一体化渐成趋势[J];农化新世纪;2007年08期
4 ;有机氟硅一体化渐成趋势[J];有机硅氟资讯;2007年07期
5 裴世红;陶洋;王丽丽;庄超;石博文;;丙烯酸酯乳液的改性研究与发展状况[J];化工新型材料;2011年07期
6 王贤明,王华进,王力,刘登良;无毒低表面能防污涂料[J];涂料工业;2004年01期
7 ;行业资讯刊物——《有机硅氟资讯》诚招商业合作伙伴[J];广东化工;2009年03期
8 ;刊物征订[J];有机硅氟资讯;2007年11期
9 ;江苏研发改性有机氟硅聚合物[J];有机硅氟资讯;2004年Z3期
10 黄月文;刘伟区;罗广建;;有机硅、氟高分子表面活性剂在建材中的应用发展[J];有机硅氟资讯;2005年06期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 周姝春;;内外兼修,有机硅提升织物护理剂的品质[A];第29届[2009]中国洗涤用品行业年会论文集[C];2009年
2 游孟松;;水溶性有机硅防水剂及应用[A];全国第六次防水材料技术交流大会论文集[C];2004年
3 徐浩;;有机硅保护体系在混凝土耐久性保护中的应用[A];第七届全国混凝土耐久性学术交流会论文集[C];2008年
4 马骖;苟晓松;;DC1-2577有机硅弹塑性涂料应用工艺研究[A];中国电子学会化学工艺专业委员会第五届年会论文集[C];2000年
5 孙芳;黄毓礼;A.Korigodski;G.Popova;V.Kireev;;新型聚醚与有机硅多丙烯酸酯的感光性及其光固化材料性能研究[A];2000年非银盐信息记录材料学术报告会论文集[C];2000年
6 孙芳;王桂蕾;柳冀;;单体及醇对环氧有机硅阳离子光聚合的影响[A];第八届中国辐射固化年会论文集[C];2007年
7 衷敬和;姜其斌;黎勇;陈红生;蔡彬芬;;C级无溶剂有机硅浸渍漆的结构与性能研究[A];第十届绝缘材料与绝缘技术学术会议论文集[C];2008年
8 黄英;张瑛;余云照;黄伟;;用于高性能碳纤维制造的纺丝油剂的研究[A];复合材料——基础、创新、高效:第十四届全国复合材料学术会议论文集(上)[C];2006年
9 倪加旎;高传花;贯璟;林薇薇;郑强;;有机硅-丙烯酸酯-聚氨酯三元共聚水分散液的合成及表征[A];2009年全国高分子学术论文报告会论文摘要集(上册)[C];2009年
10 ;《有机硅氟资讯》2006年征订启示[A];广东省材料研究学会部分单位会员成果汇编[C];2005年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘泽英王俞德 本报记者 欧阳敏;做强有机氟有机硅两大产业[N];自贡日报;2008年
2 本报记者 关世太;有机氟硅一体化渐成趋势[N];中国化工报;2007年
3 记者 孟德贺;国内最大有机硅基地落户天津[N];中国化工报;2005年
4 黎军;蓝星新上年产10万吨有机硅项目[N];江西日报;2004年
5 刘若谷;正智公司调研有机硅市场[N];中国化工报;2007年
6 记者 蔡钧庭 田云兵 通讯员 吴平 蔡亮;兴发集团 宜昌精细化工园二期工程暨18万吨有机硅项目昨动工[N];三峡日报;2009年
7 本报记者 孙雁鸣;乐山有机硅工程技术研究中心成立[N];乐山日报;2008年
8 李立;世界最大有机硅生产基地在江西开工奠基[N];中国包装报;2009年
9 陈葳;道康宁推出新一代有机硅橡塑助剂[N];中国化工报;2008年
10 张力;三友化工2.16亿元建设有机硅项目[N];中国化工报;2007年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 钱斯文;低表面能及仿生表面微结构防污技术[D];国防科学技术大学;2008年
2 桂泰江;有机硅氟低表面能防污涂料的制备和表征[D];中国海洋大学;2008年
3 胡洪国;超细SiO_2增强聚硅氧烷特种有机硅密封材料形态结构与动态流变行为[D];浙江大学;2005年
4 陈美玲;低表面能及改性丙烯酸系列无毒防污涂料制备与应用研究[D];大连交通大学;2008年
5 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[D];中国海洋大学;2010年
6 王明阳;非合作超宽带冲激无线电信号检测技术研究[D];国防科学技术大学;2006年
7 耿淑敏;FM-CW SAR信号处理关键技术研究[D];国防科学技术大学;2008年
8 许丹;辐射源指纹机理及识别方法研究[D];国防科学技术大学;2008年
9 郑芸;环氧真空压力浸渍绝缘树脂的制备与性能[D];上海交通大学;2008年
10 张义荣;基于机器学习的入侵检测技术研究[D];国防科学技术大学;2005年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 房俊卓;有机硅氟改性丙烯酸乳胶漆研究[D];宁夏大学;2005年
2 高献英;有机硅氟改性苯丙乳液的制备与应用研究[D];华中师范大学;2008年
3 韩磊;溶胶—凝胶法制备SiO_2/有机硅杂化材料及其性能研究[D];西北工业大学;2005年
4 程宁宁;新型聚氨酯网箱防污涂料的研究[D];大连交通大学;2006年
5 邵静静;基于聚丙烯酰胺的防污材料的制备与性能研究[D];中国海洋大学;2009年
6 王生杰;新型功能性有机聚硅氧烷的合成、表征及应用[D];西北工业大学;2005年
7 徐俊;砖石防滑防渗增强复合有机硅建材添加剂的研究及其对硅酸盐表面改性研究[D];山东师范大学;2005年
8 陈雪;光固化功能材料的制备及性能研究[D];河北工业大学;2010年
9 王雯霏;表面可修饰的有机硅密封材料的制备与研究[D];浙江大学;2005年
10 李华;湿法缠绕成型用环氧树脂体系改性研究[D];国防科学技术大学;2005年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026