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在浩瀚的海洋當(dāng)中有著數(shù)量龐大的海洋生物，隨著生活環(huán)境的不斷變化與時(shí)間的推移，使其產(chǎn)生與陸地生物截然不同的生理特征，且產(chǎn)生一些結(jié)構(gòu)新奇、具有特殊作用的活性物質(zhì)。

人們通過研究發(fā)現(xiàn)，海洋中的部分植物、無脊椎動(dòng)物以及游泳動(dòng)物的表面時(shí)刻都能保持潔凈，主要原因是因?yàn)檫@部分海洋生物自身所產(chǎn)生的活性物質(zhì)能有效地抑制海洋污損生物的附著。

通過對(duì)海洋生物的防污作用機(jī)制進(jìn)行深入研究，為人們研發(fā)新型環(huán)保無污染的防污技術(shù)提供了借鑒對(duì)象，且取得一定的成果，進(jìn)一步推動(dòng)我國海洋經(jīng)濟(jì)的可持續(xù)發(fā)展涂料在線coatingol.com。

海洋植物

研究表明，大多數(shù)的海洋植物都能自我產(chǎn)生具有防污作用的活性物質(zhì)。

如研究人員從紅樹植物角果木的根部分解出4種活性物質(zhì)，可有效抑制藤壺幼蟲的附著；

從綠藻中提取出來萜類次級(jí)代謝產(chǎn)物，可在一定程度上防止海洋細(xì)菌與微藻的污染；

從大葉藻中分解出的p-肉桂酸硫酸酯，可有效抑制海洋細(xì)菌與紋藤壺的附著。

其中，紅藻與褐藻的防污能力表現(xiàn)非常明顯。

研究人員從紅藻中提取到了可有效抑制紋藤壺、石莼及其他海洋細(xì)菌附著的活性物質(zhì)，這部分活性物質(zhì)中不僅包含抑制紋藤壺幼蟲附著能力極強(qiáng)的物質(zhì)，也有抑制藻類活性能力極強(qiáng)的物質(zhì)，對(duì)其提取物的深入研究有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。

從褐藻中提取得出的褐藻多酚活性物質(zhì)，是一種防污能力極強(qiáng)的物質(zhì)，同時(shí)研究人員還發(fā)現(xiàn)圓扇藻中含有顯著抗菌效果的活性物質(zhì)，在抑制海膽受精卵細(xì)胞分裂方面有明顯的作用。

海洋無脊椎動(dòng)物

很多海洋無脊椎動(dòng)物都是海洋污損生物附著的最佳選擇，雖然有少部分附著對(duì)雙方有利（寄居蟹與?？蟛糠直晃蹞p生物附著都會(huì)對(duì)海洋無脊椎動(dòng)物產(chǎn)生不良影響，隨著生物的不斷進(jìn)化，很多海洋無脊椎動(dòng)物進(jìn)化出了獨(dú)特的防污作用機(jī)制。

附著表面外觀的微弱差別會(huì)對(duì)污損生物的附著和生長產(chǎn)生直接影響，比如對(duì)比外殼污損嚴(yán)重的覆瓦珠母貝和極少被污損的紫貽貝，不難發(fā)現(xiàn)，前者外殼表面形貌多變復(fù)雜，沒有重復(fù)規(guī)律，而后者外殼表面為均勻的波紋狀形貌，這種形貌對(duì)污損生物的附著有顯著的抑制作用。

此外，化學(xué)防御同樣是海洋無脊椎動(dòng)物防污作用機(jī)制的一種。

從大量的針對(duì)無脊椎動(dòng)物活性物質(zhì)提取的研究來看，不同無脊椎動(dòng)物產(chǎn)生的不同活性物質(zhì)都有一定的防污作用。

比如從海鞘中分離出的生物堿，可有效毒殺草苔蟲的幼蟲；從苔蘚蟲中分離出的蘆竹堿類化合物，可有效抑制紋藤壺幼蟲的附著；從念珠?？刑岢龅幕钚晕镔|(zhì)，可有效抑制海洋細(xì)菌的附著與繁殖。

另外，部分與海洋無脊椎動(dòng)物共棲的微生物在防污作用機(jī)制中也起到一定的作用。如棲息在海雞頭表面的弧菌與變形菌，它們產(chǎn)生的多糖類化合物，可有效地抑制華美盤管蟲與多室草苔蟲的附著。

海洋游泳動(dòng)物

海洋游泳動(dòng)物防污作用機(jī)制包括物理機(jī)制與化學(xué)機(jī)制，但不同動(dòng)物所表現(xiàn)出的方式各有不同。

如海豚分泌出的黏液能形成低表面能的表面，可有效抑制其他海洋生物的附著；鯊魚表皮是一種不光滑、不穩(wěn)定的表面形態(tài)，由微米級(jí)別的鱗片構(gòu)成，可有效抑制硅藻類污損生物的附著；巨型鯨魚體的外表潔凈，不僅有酶的作用，還與其獨(dú)特的納米結(jié)構(gòu)外表有很大關(guān)系。

海洋防污涂料是一種特種涂料，主要作用是通過漆膜中防污劑（毒料）的逐步滲出防止海洋生物的污損。

但是，早先的防污涂料在抑制海洋生物附著的同時(shí)也對(duì)海洋環(huán)境造成了二次污染。

影響海洋防污涂料效果的因素

涂料的防污效果主要表現(xiàn)在廣譜性和長效性兩方面。

理想的海洋防污涂料應(yīng)該對(duì)植物和動(dòng)物性海洋附著生物有防附作用，并有較長的防污期效。現(xiàn)今的海洋防污涂料有效性一般為1～5 年。決定防污效果的因素主要有以下幾方面:

1) 防污劑的含量

一般來說，防污劑的含量越高，有效期就越長；

2) 防污涂層的表面自由能

低表面自由能的涂層不容易產(chǎn)生附著，即使有了也附著不牢，容易清除或被流動(dòng)的海水沖刷掉；

3) 涂層的彈性模量

污損生物剝離所需的功為表面張力( γ) 和彈性模量( E) 乘積的1 /2 次方，即W =(γ·E) ?。彈性模量低的涂層上，海洋生物可在較小的外力下被剝除；

4) 涂層的光滑程度

涂層表面越光滑，摩擦阻力越小，海洋生物越不容易附著，因此，涂料的光滑性也能延長涂料的壽命和清潔周期；

5) 涂層的疏水性

疏水性的海洋防污涂料有明顯的防污效果，目前已有研究將超疏水性（表面與水的接觸角大于150°) 的表面應(yīng)用于海洋防污；

6) 涂層pH 

值涂膜表層海水與正常海水的pH值相差越大，海洋生物越不容易附著。

海洋防污涂料的種類

商業(yè)化的防污涂料主要分為兩大類：一是含殺蟲劑的防污涂料；二是不含殺蟲劑的防污涂料（或稱低表面能防污涂料，或污損釋放型防污涂料FRC）。

低表面能防污涂料

通過對(duì)海洋哺乳類動(dòng)物防污作用機(jī)制中皮膚特點(diǎn)進(jìn)行研究，人們研發(fā)出低表面能防污涂料技術(shù)，已經(jīng)初步運(yùn)用到了部分船舶與水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)當(dāng)中，這項(xiàng)技術(shù)充分利用低表面能的特性，提高了污損生物的附著難度，即便有少量附著，只需利用水流作用或?qū)ｉT的清理設(shè)備即可清除。

低表面能防污涂料無毒無污染，不僅符合環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)，且防污長效性方面有巨大提升。

當(dāng)前市場(chǎng)上主要的低表面能防污涂料有兩種：有機(jī)硅系列與有機(jī)氟系列，其中由于有機(jī)氟聚合物自由能表現(xiàn)比有機(jī)硅較差，且價(jià)格成本更高，因此目前對(duì)于有機(jī)硅防污涂料的研究更多，且其有良好的防污效果，同時(shí)具備無毒環(huán)保的特性，當(dāng)前得到的發(fā)展應(yīng)用也比較多。

然而，低表面能防污涂料只有在水流作用下才能表現(xiàn)出良好的防污效果，而對(duì)?？看暗姆牢坌Ч⒑跗湮ⅲ匀恍枰ㄆ谶M(jìn)行表面附著物清理，進(jìn)一步提高防污成本。

含殺蟲劑的防污涂料

含殺蟲劑的防污涂料是當(dāng)前市場(chǎng)上最常用的，占據(jù)市場(chǎng)90%—95%。這類防污涂料又分為以下3種。

1) 水合型自拋光防污涂料

通過物理作用（受水流沖刷而溶解）拋光，無自平滑涂層表面的功效。防污涂料涂層主要是在均勻地減薄，同時(shí)因多孔皂化層的形成而新增微量粗糙度，增加航行時(shí)的摩擦力，會(huì)降低船速，逐漸增加油耗。

2) 水解型自拋光防污涂料

水解型自拋光防污涂料是在海水中通過化學(xué)反應(yīng)（離子交換型和純水解型）達(dá)到涂層拋光目的，有好的自平滑涂層表面的功效。可以有效降低因涂裝技術(shù)產(chǎn)生的原始粗糙度。

對(duì)于能進(jìn)行純水解反應(yīng)（如以丙烯酸硅烷基共聚物或甲基丙烯酸硅烷基共聚物為基料的水解型防污涂料）的防污涂料涂層，其船體表面在航運(yùn)過程中，會(huì)變得更光滑，可減少航行的摩擦力，進(jìn)而降低燃油用量，達(dá)到節(jié)能減排的目的。

目前市場(chǎng)上水解型自拋光防污涂料主要有以下類型：丙烯酸鋅樹脂、丙烯酸酮樹脂、硅烷化丙烯酸樹脂、羧酸鋅樹脂。

上述技術(shù)的主要機(jī)理都是逆酯化的水解或離子交換進(jìn)行化學(xué)分解。聚合物的本身是疏水性的，因?yàn)樗旧硎峭ㄟ^一個(gè)酯鍵而被束縛在功能基團(tuán)上的。當(dāng)聚合物浸入海水中時(shí)，酯鍵斷裂，留下羧酸鹽從而提高聚合物的親水性。

a) 丙烯酸銅共聚物自拋光防污涂料（離子交換型）

b) 丙烯酸鋅共聚物自拋光防污涂料（離子交換型）

c) 硅烷化丙烯酸共聚物自拋光防污涂料

3) 混合型自拋光防污涂料

水合型和水解型防污涂料技術(shù)的結(jié)合，提供有限的自光滑功效。涂料的主要成膜物質(zhì)是水解（離子交換）型的聚合物樹脂如丙烯酸銅、丙烯酸鋅等+親水性松香?；旌闲头牢弁苛系奶攸c(diǎn)如下：

a) 由于松香的存在，其固體分較水解（離子交換）型的防污涂料高。

b) 防污機(jī)理是通過水解和溶解的雙重作用將殺蟲劑釋放。

c) 皂化層水解（離子交換）型的防污涂料高，達(dá)60μm左右。

d) 自我平整性能不能與高性能的水解（離子交換）型的防污涂料相比。