聚氨酯改性有机硅树脂与胍类化合物协同效应的防污涂层及其在海水养殖网中的应用

本文开发了一种基于聚氨酯-甲基苯基硅树脂(PU-MPSR)与聚六亚甲基胍盐酸盐(PHMG)协同作用的新型低表面能防污涂层。实验表明，添加3 wt% PHMG的涂层对大肠杆菌(E. coli)和金黄色葡萄球菌(S. aureus)抑菌率超95%，通过干扰细胞膜和抑制遗传物质使小球藻(Chlorella pyrenoidosa)密度降低92%。该涂层兼具109°静态水接触角的疏水自清洁特性，三个月海试中生物污损减少33.52%，为水产养殖网具提供了环境友好型防污解决方案。

　　

Highlight

本研究通过将PHMG掺入PU-MPSR基体，开发出兼具胍类改性和低表面能特性的防污涂层。该涂层巧妙融合了聚氨酯的机械性能、有机硅的疏水性和PHMG的抗菌活性，形成多效协同防护体系。

材料与方法

以聚甲基二苯基二异氰酸酯(PAPI)、乙二醇和二羟甲基丙酸(DMPA)为原料制备PU-MPSR，通过物理共混引入PHMG获得PHMG@PU-MPSR复合涂层。采用扫描电镜(SEM)观察涂层在网面的分布情况（图2），显示纤维边缘和内部区域均呈现高度均匀覆盖。

性能表征

含3 wt% PHMG的涂层展现109°水接触角，磨损测试后仍保持完整结构。抗菌实验显示：

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  对E. coli和S. aureus抑菌率>95%

• •

  使Chlorella pyrenoidosa密度下降92%

  作用机制包括：

  1. 1.

     胍基阳离子破坏微生物细胞膜

  2. 2.

     干扰遗传物质(DNA/RNA)合成

  3. 3.

     低表面能阻碍生物初始粘附

海试验证

静态条件下三个月现场测试表明：

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  总生物污损减少33.52%

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  显著抑制贝类附着

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  优于传统防污涂料

Conclusion

该研究创新性地将有机硅的"物理防污"与胍类化合物的"化学抗菌"相结合，为水产养殖网具提供了环境友好、长效防污的新思路，推动海洋装备可持续发展。