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防污剂改性有机硅

以上讨论的方法中，两亲性添加剂、两性离子、季铵盐以及水凝胶都是亲水性的，引入到有机硅涂层中难免会产生溶胀的问题，接枝疏水性的防污剂可有效避免此类问题。

三氯生（TCS）是一种广谱抗菌剂，对海洋污损生物的黏附也有抑制作用。Choi 等利用硅氢加成反应，将含有双键的TCS以及烯丙基甘油醚加成到含氢有机硅的主链上，然后使用含有氨基的交联剂反应得到聚合物网络。研究表明，所制备有机硅弹性体的模量随着TCS含量的提高而增大，模量太高或者太低，对于大型污损生物（如藤壶）的脱除能力都有所下降，模量处在 0. 1~10 MPa 之间的涂层有较高的污损阻抗效率。这是因为涂层的模量过高，则较多TCS被包埋在交联体系中，无法迁移到涂层的表面；反之，涂层的模量太低，藤壶很容易刺穿涂层，从而生长在环氧底漆上。为避免引入防污基团对有机硅低模量的影响，Xie等制备了一种自分层、非释放防污剂的有机硅涂层，利用巯基硅氧烷引发双键TCS和甲基丙烯酸十二氟庚酯（DFMA）的自由基聚合，得到调聚物[如图 2（a）]，然后将其接枝到室温固化的 PDMS交联体系中。X射线光电子能谱结果证实，TCS基团可富集到涂层表面，这得益于DFMA更低的表面能使调聚物成膜过程中自发地迁移到涂层表面。该涂层具有与纯 PDMS 相近的表面能（约 20 mJ/m2）和弹性模量（<0. 6 MPa），因而保持了PDMS的优异污损脱除性能（仿真藤壶脱除力<0. 2 MPa）。此外，由于表面有大量防污基团，涂层对海洋细菌和其生物膜以及硅藻都展现出优异的抗黏附能力。。

Silva 等使用一种异氰酸酯交联剂，将防污剂溴代吡咯腈共价接枝到 PDMS 中。该涂层在大西洋海域（葡萄牙，1 年）以及热带海域（新加坡，24 周）都展现出较好的防污效果，有效的防污剂含量<0. 6%（质量分数），而且环境毒性测试表明涂层对环境的影响也较小。此外，团队还将涂层涂覆到一艘船上进行动态测试，船只在开放水域航行9个月后，船体依然保持清洁。最近，该团队又研究了这种涂层的抗耐药菌MRSA的性质，结果表明该种涂层在室内试验中具有优异的抗菌效果，且在30个月的实海测试中，也展现出了优异的防污效果。据报道，辣椒素对一些微生物具有强烈的抑制作用。Wang等将一种辣椒素的衍生物 N-（4-羟基-3-苯甲氧基）-丙烯酰胺（HBMA）、主链带有巯基的 PDMS（PSMM）和聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）通过光加成固化反应得到交联的聚合物。这种聚合物涂层具有良好的抗细 菌（E. coli 和 S. aureus）和抗硅藻（Phaeodactylumtricornutum）黏附性能。

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仿生表面改性有机硅

近年来，研究人员从一些具有防污活性的自然生物找到灵感，发展了新型仿生防污策略。例如，荷叶表面的微纳结构具有超疏水的特征，可以减弱无机粒子....