聚二甲基硅氧烷

本研究展示了一种以三维纺织物为芯材、聚二甲基硅氧烷( PDMS )为壳材的稳健、柔性的互穿复合材料。外壳组件对芯材的渗透，使其在微观和宏观上实现机械联锁，提供机械稳定性的同时，引入疏水表面特性。纯PDMS是一种众所周知的生物污垢缓释材料，在机械强度和对基底的粘附性方面存在缺陷，可以通过该方法来克服。目前，水产养殖网的防污策略主要是通过使用含生物杀虫剂的涂料来避免生物的附着或排斥。截至目前，市场上还没有可供选择的在养殖存量整个生产周期内为养殖网提供足够生物防污的涂料。即使是生物杀菌剂涂层，其效率也有限，需要定期清洗，造成涂层的大量损失，增加了生物杀菌剂向海水的排放。这一概念验证研究涵盖了从复合材料的设计和生产到波罗的海首次现场试验的范围。由材料科学启用的上述方法有助于在生物污染管理方面采取根本不同的方法，并有助于可持续水产养殖。

利用PDMS对AZ31B镁合金表面的MAO / DLC复合涂层进行改性，开发了一种可靠、高性能的涂层工艺。首先，采用MAO和非平衡磁控溅射相结合的工艺制备了MAO / DLC双层膜。随后，采用PDMS溶液对MAO / DLC涂层进行了常规浸涂改性。通过SEM、CA、Raman光谱、摩擦磨损性能、极化曲线和NSS试验，评价了涂层试样的表面特性、结合强度、硬度、摩擦学性能和耐腐蚀性能。PDMS改性使MAO / DLC涂层的H IT从15.96降至8.34   GPa；这是由于PDMS的渗透作用，使其具有良好的流变性能，在MAO / DLC涂层上形成了粘弹性的Si基有机聚合物层。但PDMS改性的MAO / DLC涂层更致密、疏水，与MAO-和MAO / DLC涂层样品相比具有更高的结合强度。而且PDMS改性降低了MAO / DLC复合涂层的COF和磨损率。这表明PDMS改善了摩擦学性能，其原因是由于PDMS的Si-O网络转移了氧化硅，以及滑动过程中DLC层的低石墨化。此外，PDMS改性10   min的MAO / DLC涂层试样的腐蚀电流密度比MAO / DLC涂层试样降低了2个数量级，比裸基体降低了5个数量级。NSS试验证明PDMS层减缓了镁合金在长期服役下的腐蚀，增强了腐蚀防护效率。结果归因于MAO / DLC膜具有较高的结合强度和润滑剂，以及PDMS的封闭性和疏水性的双重作用。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )具有使用方便、弹性好、光学透明、微加工成本低等优点，是用于芯片上器官设备和微生理系统的主要材料。然而，PDMS对小分子疏水分子的吸附以及PDMS负载器件的高通量制造能力有限，严重限制了这些系统在个性化医学、药物发现、体外药动学/药效学( PK / PD )建模以及细胞对药物反应研究中的应用。因此，相对年轻的片上器官设备和MPS领域正逐步开始为这些关键应用过渡到替代的非吸收材料。本综述审查了在开发由弹性体、水凝胶、热塑性聚合物和无机材料等替代材料组成的片上器官装置和MPS方面所采取的一些第一步。同时也提供了PDMS-交替器件走向何处以及基于PDMS替代材料的多功能器件发展中必须克服的障碍的展望。

聚二甲基硅氧烷( PDMS )和氢硅氧烷( HS )等化学物质因其具有人体组织等效性而被广泛应用于制作医学体模。本研究旨在评价各种聚二甲基硅氧烷样品的质量衰减系数、有效原子序数等辐射衰减特性，并验证可用于模拟肾脏组织的最佳材料。共有6个聚合物样品，分别记为S0、S1、S2、S3、S4、S5；分别为20 / 0 / 0、16 / 4 / 0、16 / 0 / 4、12 / 4 / 4、10 / 4 / 6和8 / 4 / 8，其组成为PDMS、HS和水。利用光子屏蔽和剂量学( Phy-X / PSD )软件( Phy-x . net )对衰减特性进行了估算，并与XCOM平台得到的理论值进行了比较。结果表明，PDMS S0的有效原子数、质量衰减系数和线性衰减系数均高于其他样品，因为S0是以100 % PDMS为基体，不含水和HS。发现仅含20 % HS的S1样品高于含20 %水但不含任何HS的S2样品。因此，样品中的水对光子能量的辐射衰减特性有显著影响。对于软组织和PDMS的Zeff不同；由于Si等较高元素的存在，它们各自的原子序数不同。本研究揭示，从总质量衰减系数、CT数和有效原子序数等方面，可采用80 % PDMS和20 %亲水性构建的改性材料、S1样品模拟肾脏。

考察了3种类型硅油与聚二甲基硅氧烷的相容性、它们混合物的相分离以及它们复合涂层的组织和性能。还研究了硅油在涂层中的存在形式和析出行为。实验观察到的三种硅油与PDMS的相容性与热力学计算结果一致。混合溶液中相分离产生的硅油液滴在固化涂层中能够保持其形状，同时也影响涂层的微观结构和力学性能。研究发现，甲基硅油和甲基氟硅油不会在表面析出，对涂层的表面性能没有影响。相比之下，苯基硅油对表面有明显的作用，使涂层的水接触角和二碘甲烷接触角明显降低。

考察了3种类型硅油与聚二甲基硅氧烷的相容性、它们混合物的相分离以及它们复合涂层的组织和性能。还研究了硅油在涂层中的存在形式和析出行为。实验观察到的三种硅油与PDMS的相容性与热力学计算结果一致。混合溶液中相分离产生的硅油液滴在固化涂层中能够保持其形状，同时也影响涂层的微观结构和力学性能。研究发现，甲基硅油和甲基氟硅油不会在表面析出，对涂层的表面性能没有影响。相比之下，苯基硅油对表面有明显的作用，使涂层的水接触角和二碘甲烷接触角明显降低。

全球变暖正在影响世界许多地区的水分平衡，使其超过降雨量的蒸发，从而导致负面的环境后果和经济损失。利用特殊添加剂的超薄表面膜是降低水库自由面蒸发失水的有效途径。由于以脂肪醇(十六醇、十八醇及其混合物)为基础的添加剂稳定性差、成本高，因此寻找新的高效、经济的添加剂来减少蒸发造成的水分损失。在实验室，对厚度为1 μ m的PDMS - 100和PDMS - 200超薄膜对自由面蒸发水速率的影响进行了长期( 84天)的实验研究。得到了PDMS薄膜降低蒸发量效果的日值随时间的变化动态，以及从研究开始的总效果。在研究的第6天，蒸发量降低的日效应最大；分别占PDMS-200膜的39.5 %和PDMS-100膜的32.9 %。对于不加添加剂的水，以及类似具有超薄PDMS薄膜的储罐，传质系数的值与自由表面温度之间均得到了线性相关。采用厚度为1μm的PDMS-200膜，84d的总减蒸率为17.2 %，而相同厚度的PDMS-100膜，减蒸率为5.7 %。鉴于作用时间较长，从经济角度考虑，聚二甲基硅氧烷的超薄膜，特别是PDMS-200可以作为一种有利可图的替代使用基于脂肪醇的单膜。

近年来由于石油钻井、油轮事故或工业化等人类活动导致的频繁溢油，迫切需要开发吸附能力高、选择性好、可重复使用的吸附剂材料。本工作通过正硅酸乙酯( TEOS )与不同长度的聚二甲基硅氧烷( PDMS )本体聚合，在不使用任何活化剂、引发剂、催化剂或溶剂的情况下，制备了PDMS基疏水吸附剂，作为除油剂。采用FTIR、13C和29Si CPMAS NMR、SEM、接触角测试和热重分析对PDMS吸附剂进行了表征。结果表明成功制备了水接触角( WCA )为123°的交联吸附剂结构，表明其疏水结构。制备的吸附剂在9 ~ 21   g   g–1范围内对有机液/油具有较高的溶胀能力。它们具有快速吸附水面上的油并在吸附油前后上浮的能力，而吸附剂的容量在不同的水体类型中没有变化。它们至少可重复使用10次，且无容量变化，在300次以上的油品中具有稳定性，表明所得疏水PDMS吸附剂可作为溢油应用领域的除油剂。

船体和海洋结构物的海洋生物污损因摩擦阻力的增加而造成巨大的经济损失。因此，世界各国都在努力消除生物污染。此外，开发一种性价比高、环境友好的抗生物污染涂层技术也是一个强烈的需求。因此，本研究提出了一种聚二甲基硅氧烷( EP )涂层。随着芥酰胺含量和减阻效果的增加，EP呈现疏水表面。在本研究中，EP 2.5的减阻效果优于玻璃和聚二甲基硅氧烷( PDMS )表面。此外，还观察到所提出的EP涂层可以防止细菌( E . coli )和褐藻( Cladosiphon sp . )引起的生物污损。此外，通过海洋现场试验，发现EP表面的抗污染效果优于之前研究的油酰胺- PDMS ( OP )表面。在海洋现场试验中，EP 2.5在真实海洋环境下具有优越的5.5个月的抗污染性能。所提出的环保型EP涂层方法可适用于需要有效减阻和抗生物污染性能的海洋车辆。

疏水性好、孔隙率高的疏水性吸附剂在去除水中溢油方面受到了广泛关注。本研究在不使用任何活化剂、引发剂或催化剂的情况下，通过本体聚合的方法，将PDMS与含氟烷基硅烷反应，成功制备一种高可重复使用的杂化聚合物吸附剂。所制备的聚合物吸附剂表现出良好的疏水性和多孔结构；因此，它可以作为一种吸附剂用于废水中油脂的去除。混合吸附剂对多种油脂和有机液体表现出较高的疏水性和优异的吸附能力，吸附容量范围在~ 500 ~ 1800 %之间。由于疏水性的结构，它可以立即选择性地吸收底部和水面的油。它们易于一锅法制备，具有较高的吸油能力、快速的吸附-脱附循环和无容量损失的重复使用性，使其成为非常有前景的溢油材料。