含氟两亲性二氧化硅纳米颗粒的制备及其防污性能评价

由 ty10086 提交于 周三, 08/25/2021 - 16:41
文章英文标题
Preparation and antifouling performance evaluation of fluorine-containing amphiphilic silica nanoparticles
正文
远洋船舶、深海设备、沿海设施等水下表面经常附着和被海洋微生物、动物、植物等污染，严重者造成损害、设备故障或重大经济损失。因此，采取措施防止海洋生物污损具有重要意义。迄今为止，尚未开发出单一的环境友好型技术，以达到良好的防污效果。因此，多种防污因子的组合仍是强化防污性能的主要策略之一。本文采用表面引发原子转移自由基聚合( SI- ATRP )方法制备了两亲性嵌段共聚物( PTFEMA-co-PSBMA )功能化的SiO2 - g - ( PTFEMA-co-PSBMA )纳米粒子，并与聚二甲基硅氧烷( PDMS )基体物理共混制备了一种新型防污涂层。实验结果表明，与普通硅橡胶涂层和裸SiO2掺杂硅橡胶涂层相比，共聚物功能化SiO2纳米粒子掺杂涂层表面硅藻密度分别降低了约30 %和50 %。此外，采用洗涤工艺，发现共聚物功能化纳米二氧化硅涂层表面硅藻的最高去除率为50 %，约为未改性纳米二氧化硅硅橡胶涂层的2倍。最后，通过磨损试验发现共聚物功能化二氧化硅纳米粒子涂层表面仍具有良好的防污和污垢释放性能。以上结果证明了功能化纳米二氧化硅纳米粒子的涂层具有更好的防污性能。本工作目前的策略为开发环境友好的污垢缓释防污涂料提供了新的途径。
文章内容（英文）
Ocean-going ships, deep-sea equipment, coastal facilities, and other underwater surfaces are often attached to and fouled by marine microorganisms, animals, and plants, leading to damage, equipment failure or major economic losses in severe cases. Therefore, it is of great significance to take measures to prevent marine biofouling. To date, no single eco-friendly technology has been developed to achieve good antifouling effects. Therefore, the combination of multiple antifouling factors is still one of the main strategies to strengthen antibiofouling performance. In this paper, amphiphilic block copolymer (PTFEMA-co-PSBMA) functionalized silica (SiO\u003csub\u003e2\u003c/sub\u003e) nanoparticles of SiO\u003csub\u003e2\u003c/sub\u003e-g-(PTFEMA-co-PSBMA) were prepared by surface initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP), and then they were physically blended with polydimethylsiloxane (PDMS) matrix to prepare one kind of novel antifouling coating. Compared with control silicone rubber coating and bare SiO\u003csub\u003e2\u003c/sub\u003e-dopped silicone rubber coating, the experiment results show that the diatom density on the surface of the copolymer functionalized silica nanoparticle-dopped coating is reduced by approximately 30 % and 50 %, respectively. Furthermore, upon employing washing process, it is found that the highest removal rate of diatoms on the surface of the copolymer functionalized silica nanoparticle coating is 50 %, which is approximately twice the removal rate of the unmodified SiO\u003csub\u003e2\u003c/sub\u003e silicone rubber coating. Finally, it is found that the surface of the copolymer functionalized silica nanoparticle coating still has good antifouling and fouling release properties upon encountering wear test. These above results prove that the coatings with functionalized nanosilica nanoparticles have better antifouling performance. Current strategy in this work provides a new route for developing environmentally friendly fouling-releasing antifouling coatings.
来源出处
Journal|[J]Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects2020. PP 125823-
DOI
https://doi.org/10.1016/j.colsurfa.2020.125823

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