介孔二氧化硅的制備及其在氟-硅防污涂料中的應用.pdf

1、為了減少海洋污損生物在船底等海下設施表面的附著，同時保護海洋生態(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、柔韌性好、機械性能優(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濟價值，同時在保護海洋生態(tài)環(huán)境方面具有重要的社會價值。低表面能聚合物材料因其獨特的結構和性能而備受關注。
　　利用含氟和非氟丙烯酸酯類單體通過基團轉移自由基聚合的聚合方式，制備得到有機氟化物改性的丙烯酸酯聚合物

2、組分(FPA);通過含羥基(-OH)的有機硅樹脂基質與含兩個或多個異氰酸酯基(-NCO)的異氰酸酯單體聚合生成端基為-NCO的有機硅樹脂改性聚氨酯預聚體組分(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的力學性能和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)等對上述各聚合物進

3、行了表征，同時，測定了所得聚合物涂層的綜合性能。所得復合涂層的接觸角可達115°，涂層的鉛筆硬度、沖擊強度、附著力及耐化學藥品性能相對較好且吸水率相對較低。
　　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，在酸性條件下利用水熱反應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)分別對所制備的SBA-15的孔道表面進行氨基功能基團的嫁接改性;利用所得的不同類型的SBA-15對辣根過氧化物酶(HRP)進行固定化研究，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-脫附實驗、透射電子顯微鏡表征(TEM)及傅立葉變

5、換紅外光譜分析(FTIR)對產物進行了表征。
　　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，形成無機網絡與有機網絡交互穿插的網絡結構，所得到的SBA-15與FPA-SPU的復合涂層(SBA-15/FPA-SPU)的水接觸角、耐化學藥品性、耐水性、力學性能及熱穩(wěn)定性等均有所提高且吸水率有所下降。通過實驗室微生物附著實驗和實海靜態(tài)掛板實驗對涂層進行防污評價研究，結果表明實驗室制備低表面能涂層