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研究船舶防污涂料用防污剂的应用

时间:2011-05-27 15:16:40 来源: 作者:淙淙点击:次

因此,新型防污剂的应用仍有很多问题要解决。从防污剂由剧毒向高毒、由高毒向低毒的发展轨迹来看,发展真正无毒、高效防污剂应是时代的要求。具有实用性的无毒防污剂应当满足以下几项要求:⑴在一定浓度下,对污损生物有效,而对非污损生物无效;⑵在环境中半衰期短,容易降解,能防止在食物链中的生物富集到有毒水平;⑶适于工业化生产,并且对自然界生态平衡无危害;⑷符合政府法规,对大气和水无污染、人体健康无危害[9]。

3·无毒环保防污剂

近年来,许多国家积极开展无毒防污剂的研究,大量无毒环保的新型防污剂被开发出来,下面介绍近年来研制的无毒环保防污剂。

3·1碱性硅酸盐防污剂

海洋生物适宜生存繁殖的海水PH值为7·5~8·5,在酸性更强或碱性更强的环境中,海洋生物将难以生长。研究发现,碱性硅酸盐可作为无毒防污剂。典型的防污涂料组合物(质量分数)是,水泥(10%),CaCO3(60%),SiO2(5%),Ca(OH)2(5%),与醋酸乙烯树脂(20%)混合后制得。该涂料既便宜又无毒,具有优良的防污性能,而且耐海水和耐候性都很好[10]。王华进[11]等以碱式硅酸盐为主防污剂,添加其它的助剂材料,使二者产生协同防污效应,并配以适当的渗出调节剂、助剂及树脂体系,制备出了防污效果可达一年半以上的无毒防污涂料。

3·2胺类无毒防污剂

FrédéricZentz[12]等合成了一系列亚胺类化合物(N-取代的顺丁烯二酸亚胺类和丁二酸亚胺类),这类化合物对海洋细菌和海洋真菌具有广谱的抑制作用,其中大部分化合物对革兰阳式和革兰阴式细菌和真菌的最低抑制质量浓度在6~24g/ml范围内。烷基取代的亚胺类化合物的活性要比芳香族取代的化合物高,有一些对贻贝的粘附具有极强的抑制效果。

英国Courtaulds涂料有限公司公开的胺类防污剂的通式为:

式中:R1为双萜衍生的单价烃基,R2和R3分别为氢和1-18个碳原子的烷基或具有6-12碳原子的芳基。该化合物起到成膜物和防污剂的双重作用。

3·3生物碱类无毒防污剂

许多植物中含有天然防污物质,如辣椒等辛辣植物中多含有极度辛辣的物质—辣素(又名辣椒碱),是一种稳定的生物碱,由一系列香草酰胺类化合物组成。研究表明,它对细菌、酵母菌有较好的抑制作用,同时也具有防止海生物附着生长的功能,是一种具有广谱抑菌作用的活性物质。

一篇美国专利[13]报到了关于用辣椒粉制成防污涂料的文章,它将辣椒粉(辣度单位为3×104至5×104scoville热单位)涂在已有防水涂料或油漆的被保护材料表面,之后再涂上一层铜粉,辣味可以从铜粉的空隙间渗出,起到驱赶海生物的作用。

3·4海洋生物中提取的具有防污活性的物质生活在海洋里的动植物如珊瑚、海绵、海草、海豚等,具有防止海洋生物生长的能力。因为它们体内具有防污活性物质,这些物质具有麻醉、排斥和防粘附的作用。这些化合物能很快地降解,不危害生物的生命,这为环保防污剂的开发指明了方向。目前已经发现许多海洋动植物及微生物体内具有防污物质。

无脊椎动物中,人们最早发现珊瑚的代谢产物可以防止海洋硅藻附着,Standing[14]等发现八放珊瑚的代谢产物具有抑制纹藤壶附着作用。其研究小组还对抑制纹藤壶附着的柳珊瑚(Lep-togorgiaVirgulata)进行研究,从其软组织中获得两类物质,其中一类可显著抑制纹藤壶幼虫的附着,防污活性物质浓度仅为10μg/ml时即可有效抑制纹藤壶附着,改防污活性物质的活性基团是内酯环。

许多藻类具有防污能力,如澳大利亚的Bio-sigmal[15]公司已经从澳洲红藻中分离出一系列呋喃酮,这些呋喃酮能干扰细菌内部的调节系统,可以阻止船体或海洋设施表面生物膜的形成,且这些化合物可生物降解,毒性低。Todd[16]等对大叶藻进行了研究,他们首次从大叶藻中分离出p-肉桂酸硫酸酯,一种能有效地抑制海洋细菌和纹藤壶附着,且安全无毒的活性物质。

关键词： 研究船舶防污

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