海洋生物污损与材料腐蚀

总结近年来海洋生物污损和材料腐蚀相关的研究进展,综述了海洋生物污损和材料表面腐蚀的关系。分别阐述了微观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,宏观生物污损与材料表面腐蚀的相关性,分析两者或促进或抑制的机理。最后提出了需要进一步探讨的问题。     

浅谈海洋生物污损对导管架平台安全的影响

文章介绍了海洋生物污损的概念及其形成过程,讲述了海洋生物污损引起的两种基本破坏方式,即海水腐蚀破坏和波流载荷破坏。以埕北油田某导管架平台的实际参数为例,计算验证了海洋生物污损对导管架平台所受波流载荷的影响。试验数据表明海洋生物污损对导管架平台的安全构成了严重威胁。     

碳材料在金属防腐蚀中的应用研究进展

对石墨、类金刚石等传统碳材料在金属防腐蚀方面的应用进行了简要介绍,重点介绍了碳纳米管、石墨烯等新型碳材料在金属防腐蚀方面的研究及应用现状,并总结了它们的防腐机理。     

高温熔体在碳材料表面润湿性研究进展

理解高温熔体(熔盐、液态金属及合金)在碳材料表面的润湿行为对发展高温能源储存与转换、材料铸造与加工、电解冶金、熔盐制备碳等技术十分关键,而目前对这一主题的系统评述还很罕见.本文首先结合实际应用,对常见典型碳材料/高温熔体固?液界面润湿性特点进行了梳理,评述比较了目前常用的三种高温接触角测定方法,随后重点对两类润湿机理进...     

新型碳系吸波涂层材料研究进展

作为解决电磁污染问题与实现装备战场隐身的有效手段,吸波涂层材料具有广泛的应用前景。碳系材料因其广泛的来源、简单的制备工艺、低密度、高导电率等优点,在吸波涂层材料领域受到国内外研究人员的高度重视。对吸波涂层材料的损耗机制进行了叙述,介绍了电阻型损耗、电介质型损耗以及磁损耗三种损耗机制中电磁波的损耗和吸收原理。综述了碳纤维、碳纳米管、石墨烯等新型碳系材料的特性及其在吸波涂层材料领域的研究现状。对碳纤维进行活化处理或使用多孔碳纤维、螺旋碳纤维等代替普通碳纤维能够有效提高其吸波性能。碳纳米管具有多种结构,其中阵列状多壁碳纳米管吸波性能最佳,采用一些具备磁损耗的材料与碳纳米管进行共混、包覆或填充处理是目前的主要研究方向。石墨烯几乎没有磁损耗,单独使用时,阻抗匹配较差,影响其吸波性能的发挥,通常将石墨烯与磁损耗型材料复合,改善材料的阻抗匹配,提高吸波效果。最后,根据碳系吸波涂层材料的研究现状,对其未来的发展方向进行了展望。     

废纸在材料领域的再利用研究进展

评述了废纸制备废纸-热塑性聚合物复合材料、废纸-水泥基复合材料、废纸-生物降解树脂复合材料、吸附材料、耐火材料、保温材料、缓冲材料、纸浆模塑材料的制备、成型方法、各种力学性能的分析比较,以及为了增强材料性能而进行的纤维改性,并展望了废纸在材料领域中再利用的未来研究趋势。     

废纸在材料领域的再利用研究进展

评述了废纸制备废纸一热塑性聚合物复合材料、废纸-水泥基复合材料、废纸-生物降解树脂复合材料,吸附材料、耐火材料,保温材料、缓冲材料、纸浆模塑材料的制备、成型方法、各种力学性能的分析比较,以及为了增强材料性能而进行的纤维改性,并展望了废纸在材料领域中再利用的未来研究趋势.     

碳点在金属腐蚀防护领域的研究进展

综述了碳点的合成路径、改性方法及其在腐蚀防护领域的应用,重点阐述了碳点作为缓蚀剂及其在自修复、自预警等智能防腐涂层方向应用的国内外最新研究进展。首先,分析和探讨了杂原子掺杂型、有机分子修饰型以及生物质衍生型碳点缓蚀剂的缓蚀机理、优势及不足。其次,介绍了基于碳点的本征和外援自修复涂层、腐蚀预警涂层的设计思路及自修复、自预警机制。最后,提出了碳点在缓蚀剂和智能防腐涂层中应用所存在的问题,并对其未来发展前景进行了讨论。未来应秉持绿色、高效理念,进一步优化碳点的制备工艺,深入研究其在缓蚀、涂层自修复及腐蚀预警中的关键作用,以期早日实现工业应用。     

生物降解高分子基海洋防污材料的研究进展

首先总结了当前四种生态友好海洋防污材料的优缺点,并简要概述了环境友好防污剂的研究进展。接着介绍了一种新颖的防污策略——“动态表面防污”,并综述了基于这一策略发展的系列生物降解高分子基海洋防污材料的研究进展,包括生物降解聚酯-聚氨酯防污材料、改性聚酯防污材料和主链降解-侧链水解的聚酯-聚丙烯酸酯防污材料。该系列材料可通过主链酯键的断裂形成动态表面实现防污,同时降解产物为无毒的小分子,可避免造成海洋微塑料污染,复配环境友好防污剂可构筑具有优异动/静态防污能力的生态友好防污体系。最后展望了高性能防污体系未来的发展方向。     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜（SEM）的观察和分析，研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明：由于其制造过程不同，不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别，而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象，进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明，在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

新型环保海洋防污材料研究进展

简要论述了海洋防污材料的发展历史及其防污机理,评述了新型环保高性能海洋防污材料的最新研究进展。自有机锡自抛光防污涂料被禁用后,基于聚丙烯酸锌、聚丙烯酸铜和聚丙烯酸硅烷酯的无锡自抛光防污涂料得到了广泛应用。为进一步提升其防污性能和环保性能,接枝防污官能团防污材料、生物降解高分子基防污材料、主链降解型自抛光防污材料、减阻型防污材料以及仿生防污材料成为当今的研究热点。介绍了席夫碱、草甘膦、苯并异噻唑啉酮等几种防污官能团的接枝方法及其防污效果,指出这类方法可提高防污剂的利用率,使防污剂释放更平稳,但实用化还需解决防污剂接枝改性后防污能力下降以及合成工艺复杂等问题。重点介绍了生物降解高分子基防污材料,特别是主链降解-侧链水解型防污材料的结构和合成方法。由于该类可降解/水解树脂具有良好的力学性能和水解可调控性,所制备的防污涂料即使在静态下,防污剂也释放平稳,因此可用于开发新型主链降解型自抛光防污涂料,以提高涂层的静态防污长效性,具有良好的应用前景。还介绍了通过对高分子树脂改性等方法降低涂层水解后的表面粗糙度,该类防污涂层具有良好的减阻性能。最后介绍了仿生防污材料的研究进展。     

天然活性物质在海洋防污中的研究进展

天然活性物质在海洋防污领域表现出优越的性能,并且满足可持续发展要求,一般来自陆生植物和海洋真菌等。细菌、藻类等是主要的前期污损生物,对其进行有效防除是海洋防污必须解决的问题之一。主要对酚醇类、酯类、生物碱、萜类、肽类天然产物及其衍生物的防污性能进行了对比和总结,发现很多天然活性物质对前期污损生物显示出良好的杀灭活性。另外,将天然产物与一些官能团或特殊基团进行接枝可以大幅提升防污性能。许多活性物质的防污周期较短,无法满足实际需求,对此可以通过工艺手段改良喷涂技术,以延长活性物质的防污周期。目前,许多天然活性物质的获取及其衍生物的合成面临着效率低、周期长、缺乏实海防污数据等诸多问题,这是阻碍其应用的主要因素。提出通过合成生物学对结构-活性寻找目标活性物质的设想,发现了污损生物的黏附机制,例如沉降繁殖体如何感知化学信号,如何与表面相互作用,以及在黏附和完成附着前经历了何种形态和行为的变化。对一些天然活性物质的特点、作用方式及防污效果进行了归纳和总结,分析了各自的优缺点,并对未来天然活性物质防污的前景进行了展望,提出了可行性解决方案。     

基于自清洁型海洋智能防污涂层的最新研究进展

从自修复防污涂层、可逆切换粘附表面、自更新动态表面3个方面介绍了自清洁型海洋智能防污涂层技术的研究进展,及其在延长涂层服役寿命和主动防污方面起到的关键作用。自修复涂层通过微胶囊或可逆动态键修复破损的超疏水表面,延长其防污寿命。通过可逆切换粘附表面响应p H、应力或温度变化,进行亲/疏水表面的可逆切换,从而使污染物脱附。自更新动态表面可以根据周围微环境变化产生响应,发生聚合物降解、脱落、杀菌剂控制释放等行为,不仅可以减少污损生物的附着,而且可以使附着污损脱附。综述了自清洁型海洋智能防污涂层的研究成果,介绍了智能涂层在提高海洋防污方面的特点。基于现有研究的不足,对智能涂层的响应机制和应用方面的研究进行了展望。     

抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的研究进展

海洋生物污损给海洋工程与装备带来了巨大的困难与挑战,低表面能型海洋防污涂料由于环境友好,近年来已发展成为防污涂料研究与开发的重点。通过在低表面能防污涂料中引入抗菌剂,制备具有复合功能的防污涂料,可进一步提高涂料的综合防污能力。针对该技术背景,首先对海洋防污涂料的技术原理和低表面能防污涂料的研究现状进行了简要介绍,分析了该类型防污涂料的技术优势,同时提出了其静态防污能力差、对细菌型污损生物抗污性能弱的技术短板;然后,围绕低表面能防污涂料抗菌复合改性这一焦点问题,从添加型和结构型2种抗菌复合改性方式入手,分别阐述了各自涂料的适用抗菌剂种类、主要制备方式和改性后涂料综合防污性能的相关研究成果;在此基础上,梳理了以上2类抗菌复合防污涂料存在的问题,并提出了针对性的解决途径;最后,提出了无机抗菌剂、有机抗菌剂和天然抗菌剂应用于防污涂料的未来研究方向,并对抗菌低表面能复合型海洋防污涂料的发展与应用前景进行了展望。     

金属表面新型绿色海洋防污功能膜层的研究进展

海洋中金属设备的生物污损会引起许多问题,如设备的额外能量消耗、高额的维护成本以及严重的金属腐蚀破坏,给海洋工程带来很大损失。在金属表面构建防污膜层是解决其海洋生物污损问题的重要途径。概括了海洋防污膜层的发展历程与金属表面环境友好型防污膜层的研究进展,并重点介绍了新型海洋防污功能膜层及其研究方向。目前,金属表面新型海洋防污膜层的开发主要集中于结构防污和功能防污2个方面。在结构防污方面,在金属表面构建仿生微纳结构,并以低表面能物质修饰,形成超疏水表面,能够显著提高其抗海洋生物附着的能力,达到绿色防污的目的;在功能防污方面,在金属表面制备具有可控释放防污抗菌剂能力的功能膜层,可以实现在环境保护前提下的高效抗菌防污,是未来研究的发展方向。层状双金属氢氧化物（LDHs）和金属–有机骨架（MOFs）材料具有合成物选择多样、微观结构独特的特点,自身具备抗菌能力或负载大量防污抗菌剂的能力,并可实现防污抗菌剂的可控释放,有望成为具有理想抗菌功能的新型海洋防污剂负载材料。     

卤氧化铋薄膜的制备及其在海洋防污应用中的进展

海洋生物污损引起的一系列经济损失和安全问题,是海洋开发过程中必须面临的重要问题之一,因此开发新型高效的防污技术具有重要意义。随着光催化抗污技术的发展,其在海洋防污的应用受到了广大研究者的关注。卤氧化铋（BiOX,X=Cl、Br、I）薄膜作为一种新型半导体薄膜,由于具有优异光催化性能、较高的机械强度和易于回收等优点,而成为应用于光催化防污领域中新的研究热点。综述了BiOX半导体薄膜的制备方法及其应用领域的最新进展。首先,在海洋污损与现存防污技术的研究背景下,概述了光催化技术应用于海洋防污的潜力。其次,综述了国内外当前BiOX薄膜制备技术及其应用领域,并介绍了各种方法的优缺点。之后总结了BiOX半导体膜在海洋防污领域的最新应用研究,其中特别强调了海洋环境中膜材料应用的必要性。最后,展望了BiOX半导体薄在海洋防污领域的发展前景,概述了可能产生突破性研究成果的发展方向,为进一步将BiOX薄膜应用于海洋防污领域打开了新的视角。     

天然产物基无铜自抛光防污涂料的制备与性能

随着人们环保意识的增强和环保法规的日益严格,不含重金属防污剂的环境友好防污涂料成为目前研究的热点。文中通过室内的接触角、水解失重和吸水率跟踪测试,研究了3种主链降解型聚丙烯酸锌树脂的表面润湿性能和自抛光性能;并将其与天然产物防污剂(Butenolide)复配制备了天然产物基无铜自抛光防污涂料,通过防污剂释放率测试和浅海浸泡试验对防污剂的释放行为和实海防污能力进行了研究。结果表明：主链降解型聚丙烯酸锌树脂H100Z具有优异的自抛光性能(质量损失可达8.4 mg·cm⁻²)和较低的溶胀程度(吸水率仅为12.3%),可作为Butenolide的载体,实现对其可控、稳定和持续的释放,该防污涂料在南海海域(深圳)和东海海域(厦门)浸泡3个月后均展现出优异的防污效果。     

海洋细菌和舟形底栖硅藻在辣椒素防污涂层上的附着行为与机制

针对目前含辣椒素防污涂层抑菌、抑藻试验主要集中在如金黄色葡萄球菌等特定菌种的情况,为了考察含辣椒素防污涂层对海洋微生物的影响,选取大连黄海海域的天然海洋细菌和舟形底栖硅藻作为研究对象,通过对添加辣椒素海水饱和溶液（60 mg/L）的天然新鲜海水和舟形底栖硅藻进行培养,研究了辣椒素对海洋细菌和底栖硅藻生长活性的影响。通过海洋细菌附着试验、海洋细菌的分层取样试验和底栖硅藻的叶绿素a值测定,研究了辣椒素及辣椒素涂层对海洋细菌和舟形底栖硅藻的作用机制。结果表明,海水饱和溶液浓度的辣椒素并不会对海洋细菌和舟形底栖硅藻的生长活性造成影响;含辣椒素防污涂层能够通过辣椒素的驱避作用有效地抑制海洋细菌在涂层表面附着;而辣椒素对舟形底栖硅藻在涂层上的附着无抑制作用。     

秦山核电海水系统防污漆的应用

本文分析了秦山核电站所处海域海水特点及该地区海生物污损的主要来源,结合现有的防污漆类型,介绍了海水系统防污漆在秦山核电重水堆机组RSW吸入管和旋转滤网的应用情况.