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在海洋航行领域,减阻和防污是悠久的话题。在航行器表面涂覆涂层来实现上述目标是一种简便的手段。本文通过对同时具有温敏性和盐敏性的涂层进行研究,提出了一种减阻和防污的新思路。具体工作如下:1.N-异丙基丙烯酰胺(NIAPM)为单体,聚乙二醇甲氧基丙烯酸酯(PEGMA)大分子单体为反应型稳定剂,双丙烯酰胺(BIS)为交联剂,制备具有温敏性和盐敏性的P(NIPAM-PEGMA)微凝胶,并加入甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA)单体,使微凝胶具有可开环交联的环氧侧基。结果显示,以N-异丙基丙烯酰胺(NIPAM)为单体、双丙烯酰胺为交联单体、PEGMA为反应型稳定剂,可以制备出微纳米尺度的双敏性的微凝胶,PEGMA用量增多微凝胶粒径减小,而温敏性和盐敏性减弱。2.采用无皂乳液聚合法制备丙烯酸酯聚合物乳液,作为涂层的基底材料。聚合物乳液制备过程中,通过调节甲基丙烯酸酯(MMA)和丙烯酸丁酯(BA)的比例调节聚合物的玻璃化温度(Tg),并加入GMA单体,使聚合物具有可开环交联的环氧侧基。结果显示MMA/BA/GMA质量比例为25:15:1、设计固含量为5%、引发剂偶氮二异丁基醚盐酸盐(AIBA)占单体质量的13%,聚合温度为70℃的反应条件下,反应24小时,聚合转化率可达98.2%,乳液粒径为290.7nm,且粒径分布均匀,乳液在低于10℃环境中可长期贮存(>6个月)。3.使用上述微凝胶与丙烯酸酯聚合物乳液共混,加入聚乙烯亚胺(PEI)交联剂,进行涂覆、80℃加热交联,获得涂层。考察了PEI分子量及其用量等对涂层性能的影响规律。结果显示,聚合物中的环氧侧基与PEI反应实现交联,在所考察的分子量分别为1000、2000、5000的PEI中,分子量为2000且PEI中胺基与聚合物中环氧基团的摩尔比例为0.6时的凝胶含量最高、交联效果最好。4.采用扭矩测定法考察了涂层配方和环境因素对涂层水流阻力的影响,包括微凝胶用量、微凝胶中PEGMA含量、微凝胶粒径,以及温度和水相盐浓度等。结果显示:涂层中微凝胶含量升高,涂层对水流的减阻效果先升后降,在微凝胶含量为8%时达到最佳,减阻率接近50%;微凝胶中PEGMA单元含量升高,减阻效果改善;温度升高减阻率减小,在微凝胶LCST对应的温区出现突变;水相盐浓度升高,减阻率减小。动态光散射研究表明,微凝胶的温敏性和盐敏性赋予微凝胶/丙烯酸酯聚合物涂层对水的流体力学阻力表现出对温度和水相盐浓度的敏感性。5.采用异硫氰酸荧光素标记牛血清蛋白(BSA-FITC)考察了涂层配方和环境因素对涂层抗蛋白吸附效果的影响。结果表明,涂层中微凝胶含量升高,抗蛋白吸附效果改善。与微凝胶用量为零的参比涂层相比,涂层中微凝胶质量含量达12%时,蛋白吸附抑制率为90%(15℃环境温度);微凝胶中PEGMA单元含量升高,涂层抗蛋白吸附效果提高;涂层中微凝胶质量含量为9%时,环境温度37℃、15℃,15℃和37℃交替变化三种条件,抗蛋白吸附效果依次提高,蛋白吸附抑制率增至90%,涂层表面的动态特性有助于抑制蛋白吸附。6.微凝胶/丙烯酸酯聚合物涂层同时具备减阻效果和抗蛋白吸附效果。