防污涂层

本研究采用一种多功能、工业适用的聚合物共混工艺，成功制备了四脚状微纳米ZnO颗粒( t-ZnO )增强的聚二甲基硅氧烷( PDMS ) /聚硫脲( PTU )复合材料。在这种复合材料的表面，PDMS以微畴的形式分布在PTU基体中。该复合材料不仅继承了源于PTU的良好力学性能，而且由于表面有PDMS的存在，具有良好的污垢释放( FR )性能。说明PDMS畴在聚合物/空气界面的优先偏析可归因于PDMS和PTU表面自由能的差异。PTU /空气界面处的PDMS微畴显著降低了复合材料上的藤壶附着强度。复合材料上的假藤壶和天然藤壶粘接强度均约为0.1 MPa，与纯PDMS上的类似。参考表面AlMg3和PTU上的伪棒状结合力分别达到约4和6 MPa。在未破壳的情况下，AlMg3和PTU表面不能完整地去除自然藤壶，说明藤壶的附着强度高于藤壶的机械强度(约0.4 MPa )。在海水中浸泡12个月并去除藤壶后，PDMS微域保持完整性。没有发现表面恶化。总之，该复合材料作为一种长期稳定的FR涂层在海洋应用中显示出极好的潜力。

迫切需要开发有效、环境友好的海洋防污纳米结构涂料，以取代传统涂料，同时确保其不会导致环境危害。镓基液态金属( GLM )具有独特的抗菌和无毒性能，在防污方面具有应用潜力。本研究通过超声和迈克尔加成法成功制备了两性离子聚合物( polyethylenimine-quaternized derivative，PEIS )基防污剂修饰的GLM纳米液滴，并将其作为功能填料应用于聚二甲基硅氧烷( PDMS )涂层中。红外光谱、X射线光电子能谱、透射电镜等一系列表征手段证明了PEIS对GLM纳米液滴的成功改性。PEIS功能化的GLM纳米液滴由于具有源于GLM纳米液滴的Ga3与两性离子聚合物PEIS的季铵基协同杀菌活性，表现出良好的抗菌性能。PEIS-GLM纳米液滴的协同抗菌性能和两性离子聚合物PEIS的强表面水化作用导致填料的防污性能显著。随后，通过断面观察，所制备的PEIS改性GLM纳米液滴在PDMS涂层中表现出良好的分散性，这也保证了PEIS-GLM @ PDMS涂层具有满意的防污效果(去除90 %以上的细菌和70 %的微藻)。此外，PEIS修饰的GLM纳米液滴在外力作用下通过裸露的GLM引发聚合，使PDMS中未反应的乙烯基交联，从而赋予PDMS涂层自修复性能。