我國每年因海洋生物能污損與腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失高1000多億，防污涂料是解決生物污損與腐蝕問題最有效、最可行的方法之一。二甲基硅氧烷(PDMS)基低表面能污損脫附涂料由于其對海洋生物的附著力較弱，是最有前途的無毒防生物污染涂料之一。通過與水流相關(guān)的剪切力輕松去除附著在PDMS涂層表面的生物污垢。然而，PDMS涂層不能牢固地附著在金屬基材上，機械強度低、容易破裂、失去抗污染功能，并且在靜態(tài)條件下的防污性能較差，例如在水產(chǎn)養(yǎng)殖網(wǎng)箱、海上鉆井、碼頭等人工設(shè)施表面，由于缺乏強水流的沖刷，生物污垢不能及時釋放，這些缺點限制了PDMS的應(yīng)用。
為了克服與附著力和機械性能相關(guān)的缺點，通常引入聚氨酯和環(huán)氧等強黏附基團(tuán)。針對有機硅防污能力差的問題，采用聚乙二醇、電離劑、陽離子聚合物、含氟聚合物、天然殺菌劑等材料對有機硅進(jìn)行表面改性，增強其靜電防污能力。其中，經(jīng)聚乙二醇、離子化或陽離子聚合物改性的親水有機硅表面導(dǎo)致形成可隔離生物污垢的水化層。然而，涂層的高親水性降低了涂層的力學(xué)性能和結(jié)合強度。含氟鏈段具有較低的表面能，展現(xiàn)出優(yōu)異的自潔性、耐腐蝕性、耐化學(xué)性和阻隔性，是船舶防污涂料的理想選擇。此外，丙烯酸異龍骨酯與龍骨基結(jié)構(gòu)相似，耐細(xì)菌粘附，剛性高，熱穩(wěn)定性好，可顯著提高涂層的力學(xué)性能。
基于上述的考慮，浙江大學(xué)化學(xué)工程與生物工程學(xué)院張慶華教授/劉權(quán)副研究員等通過縮聚反應(yīng)引入2，3，5，6-四氟-1，4-對苯二醇與丙烯酸龍腦酯，制備增強粘合劑和機械堅固的防污防腐硅基涂層（PTUBAF）。該功能涂層的氨基甲酸酯基團(tuán)與基材表面的羥基之間發(fā)生氫鍵結(jié)合作用，使其與基材展現(xiàn)出良好的附著力?；诒江h(huán)和六元環(huán)雙相硬結(jié)構(gòu)，PTUBAF涂層的力學(xué)性能得到了顯著改善。得益于龍腦酯的抗菌特性和氟硅鏈段的低表面能特性的協(xié)同作用，PTUBAF涂層具有優(yōu)異的防污性能。制備的氟硅功能涂層PTUBAF具有較強的疏水性，這賦予了涂層優(yōu)異的抗腐蝕性能。此外，由于涂層的可見光透過率為91%，因此可以用作智能手機的保護(hù)膜。該工作制備的涂層具有巨大的潛在應(yīng)用價值。
論文信息 Enhanced adhesive and mechanically robust silicone-based coating with excellent marine anti-fouling and anti-corrosion performances Qiang Li, Peng He, Haihua Wang, Ziqi Xu, Xiaoli Zhan, Quan Liu, Qinghua Zhang 文章第一作者為李強，通訊作者為張慶華、劉權(quán) Chemistry – A European Journal DOI: 10.1002/chem.202303096
