功能性填料

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。