涂料技术
探讨防污涂料及其防污性能的评价方法
2.3.2防污涂层接触角试验方法
低表面能无毒防污涂料是利用涂层的低表面能和不黏性,使污损生物不易在其表面附着,即使附着也不牢固,在雨水、风力、自身重力或其它自然条件下,能够自动脱落,以达到防污的目的。因此低表面能是此类防污涂料的主要特征和评价标准。由杨氏方程可知:固体对某种液体的接触角越大,表明该液体对固体表面的润湿性越差,固体的表面能越低。对防污涂层来说,防污涂层对水的接触角越大,水对防污涂层的润湿性越差,防污涂层的表面能就越低。因此,接触角可以直观地评价低表面能防污涂层的防污性能。ChakravarthyS.Gudipati,JohnA.Finlay等人在接触角试验中选择了3种液体,分别测量其在含氟聚合物-乙烯基乙二醇聚合体防污涂层上的接触角。利用此试验方法,它们有效地表征了所制备的低表面能防污涂料的防污性能。JasonC.Yarbrough,JasonP.Rolland等人用测定防污涂层接触角的试验方法作为低表面能防污涂料的评价手段,成功制备了含氟聚合物低表面能防污涂料。本实验室得到的实验结果也表明防污涂层接触角试验方法有效、可行,可以快速、直观地反映低表面能防污涂层的防污性能。
2.3.3藤壶附着力测量试验方法
低表面能防污涂料表面被污损生物黏附后可以通过测定黏附生物的附着强度来评价其防污性能。藤壶是用于附着力测定的理想遴选物,它是大多数海洋暴露点常见的污损生物,并且在实验室条件下也能够培植。GWSwain,JRGriffith等人选取3种类型的藤壶,利用张力和剪切力测定其在13种不同表面上的附着力,其中藤壶附着力是通过除去藤壶所需的张力或剪切力除以藤壶底盘的表面积得到。张力和剪切力分别由设计的张力装置和剪切力装置提供。张力装置用于测定大的成体藤壶(底盘直径>10mm)的黏接强度,剪切力装置用于测定小藤壶(直径<20mm)的黏接强度。实验结果表明:2种方法测得的相关附着强度值在所有表面上(除有机玻璃表面)表现出了相似的趋势。
3结语
随着社会进步,科技发展,开发环境友好型防污涂料是21世纪海洋涂料的发展方向之一。涂料水性化将是涂料科学与技术发展的必然趋势,此外,纳米颜填料的应用,纳米改性合成树脂、溶胶-凝胶纳米技术的应用,纳米、微米尺度可控的涂层表面成膜技术等都可望用于研发新的无毒船舶防污涂料。用于防污涂料性能评价的加速试验方法,主要适用于防污涂料开发初期基础配方的筛选工作,它可以缩短防污涂料研发的周期,但最终评价防污涂料性能最有效的方法还是海上挂板试验和实船试验。总之,对具有独特防污机理和优良防污性能的防污涂料的不断深入研究,以及对防污涂料检测方法的不断完善,将为促进实现无污染的海洋战略作出巨大贡献。
低表面能无毒防污涂料是利用涂层的低表面能和不黏性,使污损生物不易在其表面附着,即使附着也不牢固,在雨水、风力、自身重力或其它自然条件下,能够自动脱落,以达到防污的目的。因此低表面能是此类防污涂料的主要特征和评价标准。由杨氏方程可知:固体对某种液体的接触角越大,表明该液体对固体表面的润湿性越差,固体的表面能越低。对防污涂层来说,防污涂层对水的接触角越大,水对防污涂层的润湿性越差,防污涂层的表面能就越低。因此,接触角可以直观地评价低表面能防污涂层的防污性能。ChakravarthyS.Gudipati,JohnA.Finlay等人在接触角试验中选择了3种液体,分别测量其在含氟聚合物-乙烯基乙二醇聚合体防污涂层上的接触角。利用此试验方法,它们有效地表征了所制备的低表面能防污涂料的防污性能。JasonC.Yarbrough,JasonP.Rolland等人用测定防污涂层接触角的试验方法作为低表面能防污涂料的评价手段,成功制备了含氟聚合物低表面能防污涂料。本实验室得到的实验结果也表明防污涂层接触角试验方法有效、可行,可以快速、直观地反映低表面能防污涂层的防污性能。
2.3.3藤壶附着力测量试验方法
低表面能防污涂料表面被污损生物黏附后可以通过测定黏附生物的附着强度来评价其防污性能。藤壶是用于附着力测定的理想遴选物,它是大多数海洋暴露点常见的污损生物,并且在实验室条件下也能够培植。GWSwain,JRGriffith等人选取3种类型的藤壶,利用张力和剪切力测定其在13种不同表面上的附着力,其中藤壶附着力是通过除去藤壶所需的张力或剪切力除以藤壶底盘的表面积得到。张力和剪切力分别由设计的张力装置和剪切力装置提供。张力装置用于测定大的成体藤壶(底盘直径>10mm)的黏接强度,剪切力装置用于测定小藤壶(直径<20mm)的黏接强度。实验结果表明:2种方法测得的相关附着强度值在所有表面上(除有机玻璃表面)表现出了相似的趋势。
3结语
随着社会进步,科技发展,开发环境友好型防污涂料是21世纪海洋涂料的发展方向之一。涂料水性化将是涂料科学与技术发展的必然趋势,此外,纳米颜填料的应用,纳米改性合成树脂、溶胶-凝胶纳米技术的应用,纳米、微米尺度可控的涂层表面成膜技术等都可望用于研发新的无毒船舶防污涂料。用于防污涂料性能评价的加速试验方法,主要适用于防污涂料开发初期基础配方的筛选工作,它可以缩短防污涂料研发的周期,但最终评价防污涂料性能最有效的方法还是海上挂板试验和实船试验。总之,对具有独特防污机理和优良防污性能的防污涂料的不断深入研究,以及对防污涂料检测方法的不断完善,将为促进实现无污染的海洋战略作出巨大贡献。
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