摻雜聚苯胺防污添加劑的制備及其在涂料中防污與防腐性能研究
發(fā)布時(shí)間:2021-07-28 21:57
生物污損是阻礙航運(yùn)業(yè)發(fā)展的主要因素之一,對(duì)船舶等設(shè)備的安全使用帶來(lái)了威脅,并且直接對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)造成不可估量的損失和危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全,因此研究防污涂料具有重要意義。傳統(tǒng)的防污涂料由于具有毒性而逐漸被禁用,未來(lái)防污研究朝著環(huán)保和高效化方向發(fā)展。聚苯胺高分子材料由于其獨(dú)特的摻雜機(jī)制和生物相容性等優(yōu)點(diǎn),將該材料摻雜或復(fù)合不同防污物質(zhì)可賦予其多樣的功能,為環(huán)保型防污添加劑的研究開(kāi)辟了新的路徑。本文首先制備本征態(tài)聚苯胺以及聚苯胺分別摻雜納米類、無(wú)機(jī)酸類、有機(jī)酸類、鹽類等具有防污性能的9種物質(zhì),總共合成10種聚苯胺材料,并通過(guò)較為全面的表征手段分析聚苯胺材料的結(jié)構(gòu)和形貌。將聚苯胺材料以及聚苯胺復(fù)合生物防污劑蘆竹堿材料作為防污添加劑,同丙烯酸樹(shù)脂共混制備涂層,對(duì)比不同聚苯胺防污添加劑在涂層中的防污性能,從而得到防污性能好的涂層。最后通過(guò)防腐測(cè)試方法進(jìn)一步研究涂層的耐蝕性能,總結(jié)分析聚苯胺材料在涂層中的防污防腐機(jī)理。具體包括以下三個(gè)方面的研究?jī)?nèi)容:(1)通過(guò)化學(xué)氧化合成法制備無(wú)機(jī)酸類(鹽酸、硫酸、磷酸)、有機(jī)酸類(十二烷基苯磺酸、單寧酸)、鹽類(木質(zhì)素磺酸鈉、苯甲酸鈉)、納米類(氧化石墨烯、石墨烯)等...
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研海洋中設(shè)施
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2藻和藻類孢子等,最常見(jiàn)的大型污損生物有藤壺、綠藻、硅藻、盤(pán)管蟲(chóng)、貽貝等(如圖1-2)。藤壺是生物污損中最常見(jiàn)的節(jié)肢動(dòng)物,市場(chǎng)上所有成功的防污涂料都必須能夠控制藤壺的附著[4];綠藻是導(dǎo)致全世界人造表面“軟”結(jié)垢的最常見(jiàn)的大型藻類之一,已被用作生物污損和附著力實(shí)驗(yàn)研究的生物模型[5];硅藻是單細(xì)胞藻類,對(duì)防污涂料具有很高的抵抗力,藻類通過(guò)水流和局部的水運(yùn)動(dòng)或重力作用而被帶到表面,可分泌多糖而粘附在表面[6]。a細(xì)菌,b綠藻,c分泌粘合劑,d硅藻,e盤(pán)管蟲(chóng)幼蟲(chóng),f藤壺幼蟲(chóng),g成年藤壺,h成年塊莖蟲(chóng),i成年貽貝,j綠藻單株植物圖1-2具有代表性的一系列污損生物[7]船舶在海洋中航行時(shí)會(huì)有成千上萬(wàn)的海洋生物在表面定殖,了解生物污損的附著過(guò)程和機(jī)理,有助于實(shí)現(xiàn)防除污損生物的目標(biāo)[8]。污損生物在設(shè)施表面定殖結(jié)垢有三個(gè)典型的關(guān)鍵過(guò)程:一是生物污損的初級(jí)階段,表面堆積一些有機(jī)分子(蛋白質(zhì),多糖和糖蛋白等),從而表面形成一層有機(jī)調(diào)節(jié)膜;二是細(xì)菌的定居階段,主要為可逆的接近過(guò)程(吸附)和不可逆的附著過(guò)程(粘附),表面有機(jī)調(diào)節(jié)膜為細(xì)菌提供附著的可能性,細(xì)菌本身分泌大分子粘性物質(zhì)加固其在表面的附著,從而形成初級(jí)定殖;三是微生物膜的形成為更多的多細(xì)胞生物提供了食物,從而形成了一層生物膜,細(xì)菌、硅藻、大型藻類的孢子和原生動(dòng)物是主要的定居者,各種各樣的海洋巨噬生物的幼體(水生動(dòng)物,藤壺,貽貝,管狀蠕蟲(chóng))到達(dá)表面[3]。海洋生物污損形成過(guò)程易受到許多因素的影響,主要影響因素包括鹽度、pH值、
第一章緒論3溫度、流速、營(yíng)養(yǎng)水平和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等,所有因素均隨季節(jié)、空間和深度的變化而發(fā)生變化,因此海洋生物污損發(fā)生過(guò)程隨機(jī)且復(fù)雜。大部分生物污損在海洋構(gòu)筑物表面定殖的發(fā)展過(guò)程見(jiàn)圖1-3,也有許多不同于這些生長(zhǎng)步驟的復(fù)雜過(guò)程。主要開(kāi)始產(chǎn)生污損危害的是生物污損定殖后的過(guò)程,因此防除海洋生物污損要將污損形成控制在浮游過(guò)程中。圖1-3海洋污損形成過(guò)程[3]目前海洋生物污損防除的方法主要包括物理防污法、生物防污法和化學(xué)防污法等。其中,物理方法較為直接,但耗費(fèi)大量的人力和物力;生物防污法是近年來(lái)新興的研究角度,將生物防污劑加入涂層中引起了科研工作者的關(guān)注。防污涂層是所有方法中使用較少人力和物力,且對(duì)防止微生物和大型生物附著是最有效和長(zhǎng)效的方法[8]。海洋污損防除方法物理防污法:人工機(jī)械清除、超聲波處理等生物防污法:通過(guò)具備生物活性的物質(zhì)如辣椒素、有機(jī)酸和蘆竹堿等天然提取物作為防污添加劑,干擾生物信號(hào)阻止生物附著化學(xué)防污法:較為廣泛的方法,過(guò)去常用涂覆含有毒殺菌劑的涂層起到防污作用,現(xiàn)興起環(huán)保型防污涂層研究圖1-4主要生物防除方法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單寧酸二次摻雜聚苯胺納米材料的制備及防腐性能[J]. 楊小剛,張國(guó)兵,王志強(qiáng),孫瑞雪. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(09)
[2]聚苯胺及其衍生物在殺菌防污領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王紀(jì)孝,蔡瑋,全曉冬. 化工學(xué)報(bào). 2017(S1)
[3]富鎳導(dǎo)電涂層在模擬海水中的耐蝕性能研究[J]. 張心華,周仲康,徐群杰,陳曉春,閆愛(ài)軍,廖強(qiáng)強(qiáng),葛紅花. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]Conductive Polyaniline/Cellulose/Graphite Composite Films with High Thermal Stability and Antibacterial Activity[J]. JingHuan Chen,JinGang Liu,WenTao Zhang,Kun Wang,XueRen Qian,RunCang Sun. Paper and Biomaterials. 2017(01)
[5]聚苯胺/氧化石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備[J]. 周寶珍,曲順志,孫同杰,閆路瑤,趙麗,胡海青. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[6]多元羧酸摻雜聚苯胺的形貌及性能研究[J]. 楊顯,馬新起,楊小剛. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(24)
[7]導(dǎo)電聚苯胺在海洋裝備防腐防污中的應(yīng)用[J]. 鄭豪,葉瑛. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2013(05)
[8]鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺的合成、表征及電化學(xué)性能研究[J]. 吳保安,陳德茂,劉奇,李國(guó)綱,唐會(huì)毅,陽(yáng)浩,於舟. 功能材料. 2012(S2)
[9]共摻雜聚苯胺的合成及其循環(huán)特性研究[J]. 張洪濤,潘健,張余莉,范例. 電池工業(yè). 2012(05)
[10]包埋苯甲酸鈉微球的制備及在海洋防污涂料中的抑菌研究[J]. 史航,石建高,陳曉蕾,劉永利,王魯民. 高分子通報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與表征[D]. 王俊生.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]二次摻雜聚苯胺納米材料的制備及其性能研究[D]. 魏民.青島科技大學(xué) 2018
[2]溴代聚苯胺的制備及其在抗菌、防腐防污涂料中的應(yīng)用[D]. 蔡瑋.天津大學(xué) 2017
[3]功能酸摻雜聚苯胺材料的制備及性能研究[D]. 楊顯.河南大學(xué) 2014
[4]海洋防污性能評(píng)價(jià)方法及其在防污涂料中的應(yīng)用[D]. 沈明.浙江海洋學(xué)院 2014
[5]季銨鹽海洋防污涂層研究[D]. 仇春紅.大連海事大學(xué) 2012
[6]摻雜聚苯胺/環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料制備與防腐性能研究[D]. 羅丞.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[7]聚苯胺抗菌、抗黏附作用的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 田繼權(quán).重慶大學(xué) 2010
[8]新型防污劑的合成及其在涂料中的應(yīng)用[D]. 邢杰.蘭州理工大學(xué) 2010
[9]幾種船舶涂層失效過(guò)程的電化學(xué)阻抗譜研究[D]. 賈芳科.北京化工大學(xué) 2009
[10]新型聚苯胺涂層的制備及其涂覆體系的電化學(xué)阻抗譜研究[D]. 夏大海.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3308724
【文章來(lái)源】:華南理工大學(xué)廣東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:96 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研海洋中設(shè)施
華南理工大學(xué)碩士學(xué)位論文2藻和藻類孢子等,最常見(jiàn)的大型污損生物有藤壺、綠藻、硅藻、盤(pán)管蟲(chóng)、貽貝等(如圖1-2)。藤壺是生物污損中最常見(jiàn)的節(jié)肢動(dòng)物,市場(chǎng)上所有成功的防污涂料都必須能夠控制藤壺的附著[4];綠藻是導(dǎo)致全世界人造表面“軟”結(jié)垢的最常見(jiàn)的大型藻類之一,已被用作生物污損和附著力實(shí)驗(yàn)研究的生物模型[5];硅藻是單細(xì)胞藻類,對(duì)防污涂料具有很高的抵抗力,藻類通過(guò)水流和局部的水運(yùn)動(dòng)或重力作用而被帶到表面,可分泌多糖而粘附在表面[6]。a細(xì)菌,b綠藻,c分泌粘合劑,d硅藻,e盤(pán)管蟲(chóng)幼蟲(chóng),f藤壺幼蟲(chóng),g成年藤壺,h成年塊莖蟲(chóng),i成年貽貝,j綠藻單株植物圖1-2具有代表性的一系列污損生物[7]船舶在海洋中航行時(shí)會(huì)有成千上萬(wàn)的海洋生物在表面定殖,了解生物污損的附著過(guò)程和機(jī)理,有助于實(shí)現(xiàn)防除污損生物的目標(biāo)[8]。污損生物在設(shè)施表面定殖結(jié)垢有三個(gè)典型的關(guān)鍵過(guò)程:一是生物污損的初級(jí)階段,表面堆積一些有機(jī)分子(蛋白質(zhì),多糖和糖蛋白等),從而表面形成一層有機(jī)調(diào)節(jié)膜;二是細(xì)菌的定居階段,主要為可逆的接近過(guò)程(吸附)和不可逆的附著過(guò)程(粘附),表面有機(jī)調(diào)節(jié)膜為細(xì)菌提供附著的可能性,細(xì)菌本身分泌大分子粘性物質(zhì)加固其在表面的附著,從而形成初級(jí)定殖;三是微生物膜的形成為更多的多細(xì)胞生物提供了食物,從而形成了一層生物膜,細(xì)菌、硅藻、大型藻類的孢子和原生動(dòng)物是主要的定居者,各種各樣的海洋巨噬生物的幼體(水生動(dòng)物,藤壺,貽貝,管狀蠕蟲(chóng))到達(dá)表面[3]。海洋生物污損形成過(guò)程易受到許多因素的影響,主要影響因素包括鹽度、pH值、
第一章緒論3溫度、流速、營(yíng)養(yǎng)水平和太陽(yáng)輻射強(qiáng)度等,所有因素均隨季節(jié)、空間和深度的變化而發(fā)生變化,因此海洋生物污損發(fā)生過(guò)程隨機(jī)且復(fù)雜。大部分生物污損在海洋構(gòu)筑物表面定殖的發(fā)展過(guò)程見(jiàn)圖1-3,也有許多不同于這些生長(zhǎng)步驟的復(fù)雜過(guò)程。主要開(kāi)始產(chǎn)生污損危害的是生物污損定殖后的過(guò)程,因此防除海洋生物污損要將污損形成控制在浮游過(guò)程中。圖1-3海洋污損形成過(guò)程[3]目前海洋生物污損防除的方法主要包括物理防污法、生物防污法和化學(xué)防污法等。其中,物理方法較為直接,但耗費(fèi)大量的人力和物力;生物防污法是近年來(lái)新興的研究角度,將生物防污劑加入涂層中引起了科研工作者的關(guān)注。防污涂層是所有方法中使用較少人力和物力,且對(duì)防止微生物和大型生物附著是最有效和長(zhǎng)效的方法[8]。海洋污損防除方法物理防污法:人工機(jī)械清除、超聲波處理等生物防污法:通過(guò)具備生物活性的物質(zhì)如辣椒素、有機(jī)酸和蘆竹堿等天然提取物作為防污添加劑,干擾生物信號(hào)阻止生物附著化學(xué)防污法:較為廣泛的方法,過(guò)去常用涂覆含有毒殺菌劑的涂層起到防污作用,現(xiàn)興起環(huán)保型防污涂層研究圖1-4主要生物防除方法
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]單寧酸二次摻雜聚苯胺納米材料的制備及防腐性能[J]. 楊小剛,張國(guó)兵,王志強(qiáng),孫瑞雪. 高分子材料科學(xué)與工程. 2017(09)
[2]聚苯胺及其衍生物在殺菌防污領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)展[J]. 王紀(jì)孝,蔡瑋,全曉冬. 化工學(xué)報(bào). 2017(S1)
[3]富鎳導(dǎo)電涂層在模擬海水中的耐蝕性能研究[J]. 張心華,周仲康,徐群杰,陳曉春,閆愛(ài)軍,廖強(qiáng)強(qiáng),葛紅花. 中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào). 2017(02)
[4]Conductive Polyaniline/Cellulose/Graphite Composite Films with High Thermal Stability and Antibacterial Activity[J]. JingHuan Chen,JinGang Liu,WenTao Zhang,Kun Wang,XueRen Qian,RunCang Sun. Paper and Biomaterials. 2017(01)
[5]聚苯胺/氧化石墨烯導(dǎo)電復(fù)合材料的制備[J]. 周寶珍,曲順志,孫同杰,閆路瑤,趙麗,胡海青. 青島科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2014(05)
[6]多元羧酸摻雜聚苯胺的形貌及性能研究[J]. 楊顯,馬新起,楊小剛. 材料導(dǎo)報(bào). 2013(24)
[7]導(dǎo)電聚苯胺在海洋裝備防腐防污中的應(yīng)用[J]. 鄭豪,葉瑛. 腐蝕科學(xué)與防護(hù)技術(shù). 2013(05)
[8]鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺的合成、表征及電化學(xué)性能研究[J]. 吳保安,陳德茂,劉奇,李國(guó)綱,唐會(huì)毅,陽(yáng)浩,於舟. 功能材料. 2012(S2)
[9]共摻雜聚苯胺的合成及其循環(huán)特性研究[J]. 張洪濤,潘健,張余莉,范例. 電池工業(yè). 2012(05)
[10]包埋苯甲酸鈉微球的制備及在海洋防污涂料中的抑菌研究[J]. 史航,石建高,陳曉蕾,劉永利,王魯民. 高分子通報(bào). 2011(01)
博士論文
[1]聚苯胺微/納米結(jié)構(gòu)的構(gòu)建與表征[D]. 王俊生.天津大學(xué) 2009
碩士論文
[1]二次摻雜聚苯胺納米材料的制備及其性能研究[D]. 魏民.青島科技大學(xué) 2018
[2]溴代聚苯胺的制備及其在抗菌、防腐防污涂料中的應(yīng)用[D]. 蔡瑋.天津大學(xué) 2017
[3]功能酸摻雜聚苯胺材料的制備及性能研究[D]. 楊顯.河南大學(xué) 2014
[4]海洋防污性能評(píng)價(jià)方法及其在防污涂料中的應(yīng)用[D]. 沈明.浙江海洋學(xué)院 2014
[5]季銨鹽海洋防污涂層研究[D]. 仇春紅.大連海事大學(xué) 2012
[6]摻雜聚苯胺/環(huán)氧樹(shù)脂防腐涂料制備與防腐性能研究[D]. 羅丞.哈爾濱工程大學(xué) 2011
[7]聚苯胺抗菌、抗黏附作用的理論及實(shí)驗(yàn)研究[D]. 田繼權(quán).重慶大學(xué) 2010
[8]新型防污劑的合成及其在涂料中的應(yīng)用[D]. 邢杰.蘭州理工大學(xué) 2010
[9]幾種船舶涂層失效過(guò)程的電化學(xué)阻抗譜研究[D]. 賈芳科.北京化工大學(xué) 2009
[10]新型聚苯胺涂層的制備及其涂覆體系的電化學(xué)阻抗譜研究[D]. 夏大海.天津大學(xué) 2009
本文編號(hào):3308724
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