海洋生物污損（MarineBiofouling）是指海洋微生物和動植物在船體或海洋設(shè)施表面吸附生長形成的生物垢， 它給海洋航運和海洋資源的勘探、開發(fā)、利用帶來諸多不利影響。據(jù)不完全統(tǒng)計，目前全世界每年因海洋生物污損造成的經(jīng)濟損失達(dá)到上百億美元。海洋生物污損已成為制約海洋經(jīng)濟發(fā)展和維護海防安全的技術(shù)瓶頸之一，是國內(nèi)外海洋領(lǐng)域都亟待解決的問題。有機錫類殺生性材料是有效的防污涂料，然而該類涂料因破壞海洋生態(tài)已禁止使用。發(fā)展環(huán)境友好海洋防污材料是未來最重要的方向。

    華南理工大學(xué)張廣照教授和馬春風(fēng)教授圍繞“環(huán)境友好海洋防污材料”這一與國家重大戰(zhàn)略需求相關(guān)的課題開展了系列工作。在國際上提出“降解防污”的新路徑，發(fā)展了一系列生物降解高分子基防污材料并最早在海洋實驗中獲得成功（J. Mater. Chem. B 2013, 1, 3099; J Mater Chem B 2014, 2, 5100; ACS Appl. Mater. Interfaces 2014, 6, 4017; Ind. Eng. Chem. Res.2014, 53, 12753；Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 11495; Polymer 2016, 90, 215；Prog. Org. Coat.2017, 104, 58；中國發(fā)明專利：ZL201210504951.3; ZL 201210507116.5; ZL 201210218712.1）。先后設(shè)計和制備了具有優(yōu)異力學(xué)性能和可控降解速率的生物降解型聚氨酯、主鏈降解-側(cè)鏈水解型聚氨酯以及具有防污功能的生物降解高分子材料等，有關(guān)“降解防污”的思路兩次被歐洲涂料（EuropeanCoatings）作亮點報道。該系列材料可通過主鏈的降解使表面不斷自更新而達(dá)到防污目的，同時由于降解產(chǎn)物為無毒的小分子，可避免海洋塑料污染。

圖1.主鏈降解-側(cè)鏈水解型防污材料結(jié)構(gòu)式及其海洋掛板實驗

    特別是，該團隊針對傳統(tǒng)自拋光防污樹脂存在的系列問題，如自拋光性依賴于船的運動和周圍海水的沖刷， 不能滿足靜態(tài)防污的要求； 聚合物水解和溶解的協(xié)同性很難控制； 聚合物不降解，形成“海洋塑料垃圾”等，在國際上首次制備了主鏈降解型自拋光防污聚合物，發(fā)展了革新傳統(tǒng)自拋光材料的有效途徑（Ind. Eng. Chem. Res. 2015, 54, 9559; 中國發(fā)明專利：ZL201310314516.9; ZL 201210543983.4; PCT國際專利：WO2015010390A1; 美國專利：US20160185913）。

圖2.主鏈降解型自拋光防污聚合物結(jié)構(gòu)式及其降解防污示意圖

    該材料具有環(huán)境生態(tài)友好、動靜態(tài)防污性能優(yōu)異。目前已完成500升擴試生產(chǎn)，并在一系列船舶涂料公司推廣使用。基于該樹脂的防污涂料也已取得3年海洋掛板結(jié)果，從而為實現(xiàn)滿足低航速的艦船、潛艇的防污要求，解決了此類材料長期被國外壟斷的現(xiàn)狀打下基礎(chǔ)。同時，該成果成功突破現(xiàn)有自拋光防污聚合物的合成和應(yīng)用技術(shù)，為發(fā)展新型具有自主知識產(chǎn)權(quán)的無錫自拋光防污材料，加快我國船舶防污技術(shù)發(fā)展有著推動作用和重要的經(jīng)濟意義。

圖3.主鏈降解型自拋光防污聚合物擴試生產(chǎn) （500公斤級）、海洋實驗（左為對照樣品， 右為主鏈降解型自拋光防污涂料） 及實船涂裝

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    [12]LiuC, Xie QY, Ma CF, Zhang GZ. Fouling release property ofpolydimethylsiloxane-based polyurea with improved adhesion to substrate. Ind. Eng. Chem. Res. 2016, 55, 6671?6676.

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