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  防污涂層對于水下結(jié)構(gòu)而言，具有至關(guān)重要的應(yīng)用價(jià)值與理論研究意義。然而，其在性能需求方面卻存在著固有的矛盾性難題：面漆需具備高效防止海洋生物附著的能力，而底漆則需要能夠最大程度地增強(qiáng)與基材之間的粘結(jié)強(qiáng)度。同時(shí)，當(dāng)前已有的防污涂層體系還面臨著一系列亟待解決的關(guān)鍵問題：其中，新型超滑防污涂層中的液體潤滑劑易于損耗而導(dǎo)致防污失效，而傳統(tǒng)的疏水防污涂層在靜態(tài)環(huán)境下防污效果欠佳；此外，大多數(shù)防污涂層對于基材的粘接效果還不夠理想。

  針對上述挑戰(zhàn)，中山大學(xué)章明秋/容敏智/張澤平團(tuán)隊(duì)將先前發(fā)展的聚合物可逆互鎖網(wǎng)絡(luò)（RILNs）應(yīng)用于防污涂層的開發(fā)中。RILNs 是通過兩種含有正交可逆共價(jià)鍵交聯(lián)聚合物的拓?fù)渲嘏判纬傻�，其�?dú)特的強(qiáng)迫混容特性，使得不同性質(zhì)的聚合物鏈均能夠在分子層面實(shí)現(xiàn)相互交織。這種分子層面的高效交織現(xiàn)象，是傳統(tǒng)互穿聚合物網(wǎng)絡(luò)（IPNs）難以實(shí)現(xiàn)的�；� RILNs 的上述特性，作者通過 RILNs 方法首先制備了由兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)協(xié)同構(gòu)成的防污涂層：其中一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)專門負(fù)責(zé)抵御微生物污損，另一個(gè)子網(wǎng)絡(luò)則專注于實(shí)現(xiàn)與基底的牢固結(jié)合。當(dāng)兩個(gè)子網(wǎng)絡(luò)形成互鎖結(jié)構(gòu)時(shí)，還可以確保復(fù)合涂層具備良好的內(nèi)聚性，為防污涂層在實(shí)際應(yīng)用中保持穩(wěn)定性提供了堅(jiān)實(shí)保障。

圖1. 不粘-粘復(fù)合防污涂層(NSCC)的設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)表征. (a, b)Schiff- PU和DA-PU的化學(xué)結(jié)構(gòu); (c-f)NSCC的制備過程, 包括(c)RILNs的制備、(d)RILNs在環(huán)氧基材上的涂布、(e)RILNs的自分層、(f)SLPU與分層后RILNs的滲透互穿; (g) 不同Schiff-PU含量的RILNs的自由體積和自由體積分?jǐn)?shù); (h) RILNs的拉曼深度掃描光譜; (i) NSCC橫截面的能譜掃描(EDS)以及S、Si特征元素線掃描圖; (j) 環(huán)氧基材、涂有RILNs的環(huán)氧基材、涂有NSCC的環(huán)氧基材的接觸角、滑動角和摩擦系數(shù).

圖2. 防污性能. (a1)靜態(tài)防污和 (a2)動態(tài)防污的測試示意圖; (b)空白玻璃和涂有NSCC的玻璃的蛋白粘附熒光光譜圖; (c1)NSCC和(c2)RILNs的靜態(tài)抗菌防污效果圖; (d1-d3)銅綠芽孢桿菌在(d1)NSCC/環(huán)氧基材、(d1)RILNs/環(huán)氧基材上動態(tài)沖刷不同時(shí)間的表面粘附圖(SEM).

圖4. 綜合力學(xué)性能. (a)不同打磨條件下RILNs的搭接剪切曲線; (b)本體RILNs和環(huán)氧基材側(cè)的RILNs的紅外光譜圖; (c) RILNs和IPNs對照樣的搭接剪切強(qiáng)度和剝離強(qiáng)度; (d)Schiff-PU、DA-PU、RILNs的應(yīng)力-應(yīng)變曲線; (e) RILNs、NSCC、IPNs、SLPU/IPNs的應(yīng)力-應(yīng)變曲線; (f) NSCC和RILNs的動態(tài)/靜態(tài)防污率、粘接強(qiáng)度、剝離強(qiáng)度、拉伸強(qiáng)度、斷裂伸長率及其與文獻(xiàn)中防污涂層的對比.

  論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.apmt.2025.102611