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环保型渔网无铜防污涂料的制备与性能研究

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环保型渔网无铜防污涂料的制备与性能研究


引 言

地球的海洋资源丰富,约70%的面积为海洋所覆盖,但作为人类重要能量供给品之一的蛋白质,只有6%来自于海洋。相比禽类和畜牧类,鱼类的饲料转化率、产肉率、碳排放等指标都较为优异,据统计,2019年全国水产品总产量已达6450万t,较2018年增长0.34%,其中养殖业可占到79%左右,且数据显示2015-2019年,我国海水养殖产业总产值保持了5%的年均增长率,海洋养殖具有广阔的市场前景。经过40 a的发展,我国海水养殖技术取得了显著进步,但同时也有诸多技术难题仍亟待解决,其中网衣防污问题就是制约海水养殖业健康发展的重要难点之一。

据文献记载,海洋中大约有4000 余种污损生物。养殖网衣由于长期处于海水环境,且浸海深度正好是海生物生长最旺盛的0~20 m区域,更容易形成污损生物附着。我国近海约有614种污损生物,其中养殖网箱网衣上的污损生物主要有藻类、轮虫、苔藓虫、藤壶、水螅、海鞘和双壳类等。当污损生物附着并在网衣上大量繁衍时,会对海洋养殖生产造成巨大的危害,如增加网衣自重,减少使用寿命;堵塞网孔,降低网箱内水质,影响养殖质量;一些硬壳类的污损生物,甚至会直接造成养殖品伤害,增加染病几率等,因此网箱网衣防污问题已引起养殖业和专业人员的广泛关注,各种网衣防污技术应运而生,其中防污涂料法由于防污有效期内可实现网衣免清洗与免换网,节省大量人力物力,近年成为了研究热点。

目前主流的网衣防污涂料还是以防污剂释放型为主,通过防污剂的缓慢释放,在网衣表面形成一层可毒杀植物孢子与动物幼虫等的边界层,以防止海洋生物污损附着。其中氧化亚铜由于成本较低且具有广谱杀菌效果,仍是目前渔网防污领域应用最广泛的防污剂。但随着人们环保意识的提高,有学者认为铜离子的大量积累会对海洋环境带来不利影响,因此需对其释放速率及释放量进行控制。欧盟基于67/548/EEC指令提议将铜划分为R50 /R53 类危险物质。这预示着铜可能对海洋生物及海洋环境具有潜在风险,加之渔网防污漆与养殖品可能存在的接触,未来铜类杀菌剂在渔网防污领域可能将被禁用。本研究采用高效有机防污剂对传统氧化亚铜进行替代,通过筛选后与渔网有良好适配性的聚氨酯树脂进行复配,制备了环保型渔网无铜防污涂料,并对防污涂料基本性能及防污效果进行了评价分析。

实验部分

1 渔网无铜防污涂料制备

以筛选出与渔网适配性最好的树脂为基料,制备渔网无铜防污涂料,采用砂磨工艺进行生产,涂料的基础配方如表1所示。

表1 渔网无铜防污涂料基础配方

2 渔网无铜防污涂料涂装

涂装前应保证基材表面洁净,无油污、水迹、灰尘及其它污染物。如有油污可用洗涤剂清洗,泥浆和生物膜可用擦洗的方法除去。渔网可用稀释剂浸泡0.5~1h,取出稍微晾干后浸入已制备的防污涂料中5 min,取出,置于阴凉处悬挂晾干。

结果与讨论

1 基料树脂与渔网匹配性筛选

养殖用的渔网材质根据网衣材料,可分为聚乙烯(PE)、聚酰胺(PA)、超高相对分子质量聚乙烯(UHMWPE)和半刚性聚酯单丝(PET)....


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