大麻二酚改性丙烯酸氟/硼防污涂层的制备及性能研究
摘要
伴随着沿海工业的迅速发展，人类对海洋资源的开采和利用越来越多。然而，复
杂严苛的海洋环境，使得航海设备在服役的时候都会遭遇到许多问题。目前，应对这
些问题最有效的手段仍是涂装防污涂料技术，然而传统的防污涂料大多是通过有毒防
污剂杀死海洋生物，对海洋环境造成了极大危害。因此，开发环境友好型防污涂料已
成为海洋防污中的热点问题。本文以具有抗菌功能的大麻二酚（CBD）为研究对象，
研究了其防污性能，设计制备了大麻二酚改性丙烯酸氟聚合物（PCBF）涂层以及大
麻二酚改性丙烯酸氟硼聚合物（PCBBF）自抛光涂层。进一步对其化学结构进行了
表征，研究了涂层的表面微观结构、浸润性以及环境友好性，采用抗细菌粘附、抗硅
藻附着和抗贻贝黏附实验评价涂层的防污性能。具体研究内容如下：
通过与厦门假交替单胞菌和小新月菱形藻溶液分别共培养2d和28d的时间，观
察CBD对两者的影响，并根据紫外分光光度计的测量结果，获得了CBD防污效果最
佳的浓度范围。为进一步验证其在涂料中的应用潜力，利用点击反应将CBD与
KH590进行接枝，并通过浸渍法对玻璃片表面进行改性处理，使得其表面的水接触角
由56.4°增加到88.3°，防污活性测试表明，其表面对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌和
双眉藻的附着抑制率分别可达到91.2%、60.3%和52.8%。
以甲基丙烯酸甲酯（MMA）和丙烯酸乙酯（EA）为结构单体，以甲基丙烯酸六
氟丁酯（HFBMA）为降低表面能的单体，CBD为防污功能单体，通过自由基聚合反
应合成了PCBF。研究发现，PCBF可以稳定成膜并在海水中保持表面形态稳定，当
CBD的引入量为5%时，涂层表现出最佳的防污效果，其对厦门假交替单胞菌、双眉
藻和紫贻贝的附着抑制率分别可达到70.7%、56.9%和77.3%。且该涂层在与小新月菱
形藻溶液共培养的14d中，对其生长没有明显影响，显示出良好的环境友好性。
通过质子交换反应在侧链含羧基的PCBF上接枝吡啶三苯基硼烷（PTPB），制备
了PCBBF。研究发现，由于在聚合物的侧链引入了可以水解的PTPB，导致PCBBF
涂层的表面会随着时间和水流逐渐更新。当CBD的引入量为5%时，涂层具有最佳的
防污效果，其对厦门假交替单胞菌、双眉藻和紫贻贝的附着抑制率79.4%、72.7%和
90.8%。且该涂层在与小新月菱形藻溶液共培养的14d中，对其生长没有明显影响，
显示出良好的环境友好性。
关键词：大麻二酚；海洋防污涂层；丙烯酸氟硼；生物防污
大麻二酚改性丙烯酸氟/硼防污涂层的制备及性能研究
ABSTRACT
Withtherapiddevelopmentofcoastalindustry,humanbeingshaveexploitedand
utilizedmarineresourcesmoreandmore.However,thecomplexandharshmarine
environmentmakesnavigationequipmentencountermanyproblemswheninservice.At
present,themosteffectivemeanstodealwiththeseproblemsisstilltheapplicationof
antifoulingcoatingtechnology,buttraditionalantifoulingcoatingsmostlykillmarinelife
throughtoxicantifoulingagents,causinggreatharmtothemarineenvironment.Therefore,
thedevelopmentofenvironmentallyfriendlyantifoulingcoatingshasbecomeahotis