Antifouling properties of hydrogels

Abstract

Marine sessile organisms easily adhere to submerged solids such as rocks, metals and plastics, but not to seaweeds and fishes, which are covered with soft and wet ‘hydrogel’. Inspired by this fact, we have studied long-term antifouling properties of hydrogels against marine sessile organisms. Hydrogels, especially those containing hydroxy group and sulfonic group, show excellent antifouling activity against barnacles both in laboratory assays and in the marine environment. The extreme low settlement on hydrogels in vitro and in vivo is mainly caused by antifouling properties against the barnacle cypris.     

海洋防污剂的研究进展

概述了海洋防污剂的研究现状,简要介绍了主要商业防污剂的特点,重点介绍了新型环保防污剂的研究进展,包括天然产物基防污剂、酶基防污剂、纳米防污剂以及硅酸盐防污剂。最后,对海洋防污剂的研究和发展方向进行了展望。     

海工构件防生物吸附涂料的研究进展

海洋污损生物的吸附会对海工构件造成严重的腐蚀破坏,给海洋工程带来很大损失.而涂装防污涂料是解决海洋生物污损问题的重要途径.随着世界对海洋环境的日益重视,防污涂料已得到了迅速的发展,无毒防污涂料将会逐渐取代传统的防污涂料.简单介绍了海洋污损生物吸附原理,概括了海洋防污涂料的发展现状,分析了它们的防污机理,并简单介绍了本课题组在这方面的一些工作,指出了未来海洋防污涂料的发展趋势.     

环境友好型海洋防污涂料的研究现状及展望

为了保护海洋环境、维护海洋生态平衡,环境友好型海洋防污涂料已逐渐取代传统的海洋防污涂料,成为未来海洋防污涂料研究的主导方向。介绍了防污涂料中防污剂的含量、防污涂层的表面自由能、弹性模量、光滑程度、疏水性和pH值等因素对涂料防污效果的影响。综述了环境友好型高分子海洋防污涂料的国内外研究进展,比较了不同防污技术的特点,探讨...     

舰船高性能防腐蚀防污涂料研究进展

简要论述了海洋防腐蚀防污涂料的发展历史和研究现状,重点论述了舰船高性能防腐蚀防污涂料的最新研究进展。有机锡自抛光防污涂料被禁止使用之后,基于丙烯酸锌、丙烯酸铜和丙烯酸硅烷酯的自抛光防污涂料得到了广泛应用。基于含防污功能基团树脂的防污涂料、基于降解树脂的防污涂料以及基于表面结构特性的防污涂料技术成为当前防污涂料研究的热点。文中详细报道了降解树脂的结构对降解性能及力学性能影响规律,以及表面结构特性对污损释放型防污涂料防污性能的影响规律。随着环境保护法规的日趋严格,防腐蚀涂料向无溶剂(或高固体)、长效方向发展。报道了提高涂层的湿态附着力和致密性的方法,采用该方法可以大幅提高涂层的力学性能和耐蚀性能,满足了远洋和深海装备发展需求。     

海洋防污涂料发展现状与研究趋势

本文概述了海洋防污涂料的发展情况,并重点介绍了新型环保防污涂料的发展现状及其作用机制,同时分析了其面临的问题,并提出了如何解决新型防污涂料的应用,以及海洋防污涂料未来发展的趋势。     

仿生防污材料的研究进展

船舶表面的生物污损会带来极大的危害,如何防除生物污损已成为一个世界难题。尽管氧化亚铜等有毒防污剂可以有效防止海生物的附着污损,但这类防污剂对非目标生物也具有负面作用,可能带来严重的生态问题。随着国际社会对有毒防污剂和海洋环境的日益关注,发展环境友好型防污材料已势在必行。人们经常观察到自然界许多生物并没有被其它生物种类寄生聚居,这是因为在自然界中生物自身存在着各不相同但极为有效的防污机制,包括化学性质、物理性质、机械清理、生活习性,以及各种防污机制的组合等,这为研制环境友好型仿生防污材料提供了依据。综述海洋环境中仿生防污材料的研究进展,重点介绍了基于生物防污剂、表面微结构、水凝胶、抗蛋白吸附等特性进行防污的仿生材料研究,并阐述了我国在该领域已经取得的重要技术突破和主要技术成果,展望了仿生防污技术的发展趋势。     

抗蛋白吸附材料及其在海洋防污领域的应用前景

综述了抗蛋白吸附材料的种类及其抗蛋白吸附机制,分析了海生物污损发生过程中蛋白吸附的作用,展望了抗蛋白吸附材料在海洋防污领域的应用前景。     

海洋产蛋白酶细菌发酵液防污活性研究

传统的防污剂对海洋环境造成严重污染,随着环保意识的增强以及相关规定的制订,各国竞相开展新型无毒防污剂的研究。本文以海洋产蛋白酶菌株发酵产物为活性物质,研究蛋白酶粗提物对污损生物硅藻(navicula sp.)和贻贝(mytilus edulis)附着行为的影响。结果表明,所研究菌株的发酵液对硅藻(navicula sp.)和贻贝(mytilus edulis)的附着有明显抑制作用。贻贝(mytilus edulis)毒性实验显示,细菌发酵液对贻贝无毒。因此,海洋微生物蛋白酶产生菌粗酶提取物可以作为环保型防污功能添加剂。     

DCOIT防污剂在防污材料中的应用研究进展

鉴于4,5-二氯-2-正辛基-4-异噻唑啉-3-酮(DCOIT)具有广谱高效、环保低毒等优点,DCOIT逐渐成为替代有机锡(TBT)的一种新型防污剂,在防污材料中越来越得到广泛的关注和应用。本文总结了DCOIT环境归宿及其生态毒性的判断方法,介绍了DCOIT在防污材料的应用情况及防污效果,并对近年来DCOIT防污剂的控释技术进行了综述,最后对该防污剂的应用和发展趋势进行了展望。     

环境友好型无锡自抛光防污涂料的研制

研究了以功能性丙烯酸锌树脂为基料、以氧化亚铜和有机防污助剂C为防污剂的无锡自抛光防污涂料配方。通过室内动态划水和实海挂板实验进行性能评价,并与国外涂料对比,筛选出防污性能优良的配方。结果表明,涂料A1和A2具有良好的防污性能;室内动态划水和实海挂板相结合,能快速、有效地评价防污涂料性能。     

海洋船舶有机硅低表面能防污涂料的研究进展

海洋防污涂料是海洋工程与装备的重要防护材料,对于海洋资源开发利用发挥着极其重要的作用。在现用的海洋防污涂料中,低表面能防污涂料不会对海洋环境产生破坏,是将来的主要发展方向。本文简要介绍了低表面能防污涂料的机理及影响因素,重点论述了有机硅改性不同有机树脂的防污涂料、纳米材料改性有机硅防污涂料和有机硅仿生复合防污体系的技术发展现状,并展望了未来低表面能船舶防污涂料的发展方向。     

Antifouling coatings: recent developments in the design of surfaces that prevent fouling by proteins, bacteria, and marine organisms

The major strategies for designing surfaces that prevent fouling due to proteins, bacteria, and marine organisms are reviewed. Biofouling is of great concern in numerous applications ranging from biosensors to biomedical implants and devices, and from food packaging to industrial and marine equipment. The two major approaches to combat surface fouling are based on either preventing biofoulants from attaching or degrading them. One of the key strategies for imparting adhesion resistance involves the functionalization of surfaces with poly(ethylene glycol) (PEG) or oligo(ethylene glycol). Several alternatives to PEG-based coatings have also been designed over the past decade. While protein-resistant coatings may also resist bacterial attachment and subsequent biofilm formation, in order to overcome the fouling-mediated risk of bacterial infection it is highly desirable to design coatings that are bactericidal. Traditional techniques involve the design of coatings that release biocidal agents, including antibiotics, quaternary ammonium salts (QAS), and silver, into the surrounding aqueous environment. However, the emergence of antibiotic- and silver-resistant pathogenic strains has necessitated the development of alternative strategies. Therefore, other techniques based on the use of polycations, enzymes, nanomaterials, and photoactive agents are being investigated. With regard to marine antifouling coatings, restrictions on the use of biocide-releasing coatings have made the generation of nontoxic antifouling surfaces more important. While considerable progress has been made in the design of antifouling coatings, ongoing research in this area should result in the development of even better antifouling materials in the future.     

丙烯酸锌自抛光防污涂料的配套性及防污性能研究

以自制的丙烯酸锌树脂为基料制备自抛光型防污涂料,研究了该自抛光防污漆与配套连接漆的附着特性,同时对该防污涂料的自抛光性能及防污性能进行了研究。结果表明,该防污涂料与配套连接漆的层间附着力大于2 MPa,且以防污漆内聚断裂为主,表明涂层具有较好的配套附着性;防污涂料的自抛光速率稳定,基本保持在65μm/a;经过3年浅海挂板试验后,漆膜表面无任何海洋污损生物附着,防污性能良好。     

海洋工程应用水下涂装防污涂料的研究

将叠氮基团接枝到环氧树脂上以提高环氧树脂的湿态附着强度,然后将其与环氧树脂618按不同比例复配制备成水下涂装防污涂料,并对涂料的附着强度、铜离子渗出率及海洋防污性能进行研究。研究表明,随着叠氮化环氧树脂用量的增加,水下防污涂层的附着强度先升高后降低;铜离子渗透出率测定和实海浸泡表明该水下涂装防污涂料具有一定的防污性能。     

含季铵盐聚合物丙烯酸酯共混防污涂料的制备与性能

用溶液聚合法合成了甲基丙烯酰乙基三甲基氯化铵(DMC)-甲基丙烯酸缩水甘油醚(GMA)-丙烯酸乙酯含季铵盐聚合物(QASP)的丙烯酸酯共聚物,并将合成的含季铵盐的丙烯酸酯共聚物和气相二氧化硅触变剂、氧化亚铜防污剂碾磨混合均匀得到共混物防污涂料。测试结果表明:随着共混物涂料中DMC用量的增加,涂层的抗拉强度先增加后降低,剪切强度降低,亲水性增强,有利于阻抗蛋白质的吸附;涂层吸水率的温敏性较强;防污涂料中铜离子渗出率在达到峰值后还能保持在比较高的水平,对于防污有效。