【摘 要】
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复杂的海洋环境对船舶船体的功能防护及耐久性提出了更高的要求。低表面能有机硅（PDMS）防污涂层由于其对船舶保护的可靠性、海洋生态环境的无毒性,已成为新型防污涂层研究的重点之一。其中,添加润滑油的有机硅（i-PDMS）涂层由于其优异的润滑性、防海洋细菌粘附性等显现出重要的应用前景。但是i-PDMS涂层存在稳定性差、润滑油流失不易修复等问题。在此背景下,本论文提出了将具有纳米通道结构的多孔阳极氧化铝（
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复杂的海洋环境对船舶船体的功能防护及耐久性提出了更高的要求。低表面能有机硅（PDMS）防污涂层由于其对船舶保护的可靠性、海洋生态环境的无毒性,已成为新型防污涂层研究的重点之一。其中,添加润滑油的有机硅（i-PDMS）涂层由于其优异的润滑性、防海洋细菌粘附性等显现出重要的应用前景。但是i-PDMS涂层存在稳定性差、润滑油流失不易修复等问题。在此背景下,本论文提出了将具有纳米通道结构的多孔阳极氧化铝（AAO）以及聚对苯二甲酸乙二酯（PET）分别嵌入到i-PDMS涂层表面,利用通道的角部毛细管力实现润滑油从受限通道的分泌改善表面硅油的恢复速率及稳定性问题。研究了纳米通道的引入对i-PDMS涂层的硅油析出行为的影响,并对嵌入纳米通道的i-PDMS涂层抗污染性、力学性及贻贝粘附行为进行初步探讨。本论文为制备长效润滑涂层提供了实验及理论研究依据,具有重要的科学意义。本论文主要研究内容如下:（1）采用模板覆盖法将一维阵列AAO纳米通道嵌入到i-PDMS预聚物涂层表面,制备了i-PDMS-AAO涂层,探究了硅油添加含量对涂层表面硅油析出形态的影响;探究了纳米通道的引入对涂层表面浸润性、长效性及动态条件下硅油的稳定性影响。结果表明,随着硅油含量的增加,i-PDMS涂层表面润滑油的析出形态由分布均匀的小尺寸油滴转变为尺寸不均的离散形油滴;纳米通道的引入使i-PDMS的滞后作用降低10±0.4°,表明落入i-PDMS-AAO涂层表面的液滴更容易滑落;引入纳米通道后i-PDMS-AAO涂层表面硅油析出形态由分散的滴状转变为连续的薄膜状,且经过多次物理损伤后硅油层仍能迅速恢复,显示出快速自恢复性及长效性;研究认为,i-PDMS-AAO涂层中硅油能够快速分泌实现自恢复是因为管壁和PDMS之间形成的受限空间毛细效应所致。（2）采用模板覆盖法将三维网络孔道结构的PET聚合物膜嵌入到i-PDMS涂层表面,制备了i-PDMS-PET涂层,探究了三维网络通道结构对涂层表面硅油析出形态、表面浸润性、动态条件下的稳定性等产生的影响。结果表明,三维网络通道结构对硅油的析出速率有所改善,但未能使硅油形成完全连续的薄膜;PET的引入虽然没有改变涂层表面的疏水性,但涂层表面的滞后作用却减小5±0.2°;PET的引入提高了i-PDMS涂层表面硅油在动态条件下的稳定性;对i-PDMS-AAO和i-PDMS-PET两种涂层的防贻贝及多巴胺的初步探索结果表明,硅油在涂层表面的连续性对多巴胺的抗污染能力及贻贝的粘附行为产生了重要影响;同时,力学性能测试结果表明,引入PET后明显增强了i-PDMS涂层表面的力学性能。
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