CN111607065B - 螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，包括如下步骤：S1、两亲性高分子材料的制备；S2、金属材料活化；S3、表征与测试，本发明公开一种螺旋桨用两亲性防污、防腐材料及其制备方法，提出了解决螺旋桨防污问题的新原理和新方法，在不锈钢、铜合金表面上接枝PEG刷，有望将螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题一并加以解决，螺旋桨特别是快艇螺旋桨体积不大，所需的表面接枝反应池也无需很大，很容易实现在其表面接入PEG刷，因此本发明易于推广应用。

Description

螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法
技术领域
本发明涉及两亲性高分子材料技术领域，具体为螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法。
背景技术
船舶在海洋环境之中，特别是长时间停泊，船体水线以下部位的容易寄生海生物，船体表面附着海生物后,不仅会使船舶航速降低,燃油消耗量增加,而且海生物附着还会产生有机酸,使船体的腐蚀程度加剧,使用寿命显著缩短，据报道受到海生物污损的船舶的平均航速下降约5%以上，最严重的下降可达25%，为了降低船体部分海生物的寄生,涂装防污涂料是解决海生物寄生问题的最廉价、最有效和最方便的途径，但对于经常受到磨损、冲刷的部位如螺旋桨,防污涂料会很快脱落，因此用涂装防污涂料的方法无法解决其防污问题；
螺旋桨是船舶航行的推进器，船舶航行时，螺旋桨高速转动，会引起高速水流的冲刷和泥砂的摩擦，海生物很难在其表面上附着，但舰船停泊期间，海生物常在螺旋桨表面上附着，并且这种附着往往是结合很牢固，难以靠转动剪切力、水流冲刷或泥砂摩擦来剥离，海生物在螺旋桨表面上的附着,使螺旋桨表面粗糙度增加,推进效率降低,使航速下降,燃料消耗增加；
螺旋桨的防污是一个有待解决的难题，到目前为止，人们主要是从材料组成设计的角度入手，通过调整铜合金的组分来制备防污性能较好的铜合金螺旋桨，但这要求铜合金有一定的腐蚀速率，以保证一定量的铜离子析出起到防污作用，也可能因腐蚀产物的屏蔽作用而丧失防污功能，因此，无法彻底地根除海生物的寄生问题，再说目前大型船舶和快艇的螺旋桨一般由不锈钢材料制造，其余一般由普通的铜合金材料制造，如何提高它们的防污性能是急需解决的问题，本发明另辟蹊径，通过在不锈钢和铜合金表面接枝亲水性聚合物—聚乙二醇(PEG)，得到纳米厚度的聚合物刷，用来阻隔海生物在金属表面的附着，起到防污作用，有研究表明，在酸性介质中加入PEG后，因碳钢表面吸附的PEG能缓冲空泡破裂对碳钢的冲击作用，使碳钢的空泡腐蚀性能明显提高，因此在螺旋桨表面接枝PEG刷还有可能提高螺旋桨的抗空泡腐蚀能力，综上所述，本发明对解决螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题具有十分重要的理论和实际意义，能提高现行船用螺旋桨的防污和防空泡腐蚀性能，延长螺旋桨的维修周期和寿命,产生显著的经济效益。
发明内容
本发明提供螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，可以有效解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，包括如下步骤：
S1、两亲性高分子材料的制备：在带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2molTDI，加热至50℃，然后滴加在0.2mol聚乙二醇单甲醚-丙酮混合溶液中，升温至60℃，反应2h，得到预聚物并测定其NCO含量；
在另一带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2mol聚醚胺，在室温下，将上述制备的预聚物滴加到三口瓶中，升温至60℃，反应2h，通过红外光谱检测NCO特征峰消失，再通过滴液漏斗逐步滴加0.2mol或者0.4molKH560，在反应温度下继续反应一段时间，当红外光谱检测环氧基特征峰消失时，减压抽出溶剂，得到预计产物，分别为两亲性单硅烷、两亲性双硅烷，将其依次命名为硅烷1号、2号；
S2、金属材料活化；
S3、表征与测试。
进一步的，所述S2中金属材料活化包括：
1）、洗液的配制：
Piranha洗液处理：取浓硫酸与体积分数为30%的双氧水按体积比为4：1，将双氧水缓慢加入浓硫酸中，制成piranha洗液；
2）、金属材料活化工艺：
（1）将实验用尺寸为20mm×20mm的黄铜（H62型）分别用500和1000号砂纸打磨，然后用丙酮超声清洗除脂，再将除脂的铜片放入2.5mol/LNaOH和0.1mol/L过硫酸铵混合溶液中浸泡60分钟，取出后依次用去离子水和乙醇清洗，然后冷风吹干，再放入80℃烘箱中干燥30分钟，将经过预处理的金属片放入5%（w/v）硅烷乙醇-水（90/10）溶液中，将所制备的两亲性硅烷接枝到不锈钢表面上；
（2）将500和1000号砂纸打磨的AISI316L型不锈钢，放入piranha洗液中，在65℃条件下加热处理30min，除去金属表面的污垢，然后分别放入去离子水、乙醇和丙酮中进行超声清洗10分钟，取出后氮气吹干，将经过预处理的金属片放入5%（w/v）硅烷乙醇-水（90/10）溶液中，将所制备的两亲性硅烷接枝到不锈钢表面上。
进一步的，所述S3中表征与测试包括：
1）、全反射傅立叶红外光谱（FTIR）表征：
经硅烷修饰的金属表面的全反射（ATR）傅立叶红外光谱（FTIR）用Perkin-Elemer仪器公司生产的SpectrumBXII傅立叶红外光谱仪测定，测试波数范围为400~4000cm-1，分辨率为0.8cm-1；
2）、金属表面X射线光电子能谱（XPS）的测试：
X-射线光电子能谱（XPS）采用美国Perkin-Elmer公司生产的PHI-5300型多功能电子能谱仪，利用Mg靶作为射线发射源，通能：全扫描为89.45eV，窄扫描为35.75eV，用C1s284.6eV定标；
3）、接触角的测试：
金属表面与水的接触角用承德市盛惠试验机有限公司生产的JGW-360a型接触角测定仪测试，测试温度为25℃，用悬滴的方式将水滴滴到金属表面，待其稳定后，通过JGW-360a型接触角测定仪对水滴与材料表面的夹角进行观测，所得到的角度值即为静态水接触角，从每个样品表面取对角线上三个点进行测量，取平均值；
4）、电化学测量：
电化学测量采用三电极体系，铂网为对电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，配置浓度为4%的NaCl溶液作为电介质溶液，电化学阻抗谱（EIS）的测量在CS350电化学工作站上进行，正弦波的振幅为10mV，其频率范围为10mHz~100kHz，极化曲线的扫描步进速率为2mV/s，所有电位均相对于饱和甘汞电极电位；
5）、抗蛋白质吸附的测试
（1）蛋白质溶液的配置及标准曲线的拟定
a蛋白质溶液的配制：
标准蛋白质溶液，用g-牛血清白蛋白（BSA），配制成1.0mg/mL的标准蛋白质溶液，考马斯亮蓝G—250染料试剂的配置：称100mg考马斯亮蓝G-250，溶于50mL95%的乙醇后，再加入120mL85%的磷酸，用水稀释至1L即获得考马斯亮蓝试剂；
b标准曲线的确定：
取7支试管，1支作空白，其余试管分别加入水和试剂，将牛血清白蛋白标准溶液稀释为0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1mg/mL的溶液，分别精确移取1.0mL到试管中，然后在各支试管中分别加入4.0mL考马斯亮蓝G-250溶液摇匀，室温下反应5min，在595nm波长处测定吸光，以牛血清白蛋白标准溶液浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，得到标准曲线；
（2）PBS（pH=7.4）的缓冲溶液的配置：
称取71.6gNa2HPO4·12H2O，溶于1000ml水中，制成0.2mol/LNa2HPO4溶液，称取31.2gNaH2PO4·2H2O溶于1000ml水中，制成0.2mol/LNaH2PO4溶液，取81ml0.2mol/L的Na2HPO4溶液和19ml0.2mol/LNaH2PO4溶液，混合均匀，加去离子水稀释至1000ml，加入0.9%（g/100mL）的NaCl，即可配置为0.02mol/L的PBS（pH=7.4）的缓冲溶液，备用；
（3）抗蛋白吸附的测试：
金属板经硅烷接枝改性后，浸泡在PBS的缓冲溶液中，在室温条件下，获得类生物体环境下的表面，随后将金属片浸泡在蛋白质溶液中一定时间，取出，各样品吸附蛋白质后，蛋白质溶液吸光度进行如下方法测定。
取试管若干，1支作空白，其余试管分别加入吸附蛋白质后的蛋白质溶液1.0mL，然后再加入4.0mL考马斯亮蓝试剂，加完试剂2～5分钟后，即可以开始用比色皿，在分光光度计上测定各样品在595nm处的光吸收值A595，空白对照为第1号试管，即1.0mLH2O加4.0mL考马斯亮蓝溶液，测定各吸附蛋白质后的蛋白质溶液在A595处的值，根据标准曲线即可查出未知样品的蛋白质含量；
（4）紫外光谱（UV-Vis）表征：
采用UV-3000紫外-可见光谱仪对样品吸附蛋白质后，蛋白质溶液吸光度进行测定。
与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明公开一种螺旋桨用两亲性防污、防腐材料及其制备方法，采用悬浮聚合法，以甲苯二异氰酸酯（TDI）为原料，依次与亲水性的甲氧基聚乙二醇（MPEG）和疏水性的聚醚胺，发生反应，所合成的含端氨基的预聚物与缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷（KH560）发生反应，最终合成出两亲性的硅烷，采用溶胶-凝胶法将两亲性的硅烷接枝到经活化处理的金属表面上，并对改性后的金属表面特性进行了表征；
（1）提出了解决螺旋桨防污问题的新原理和新方法，在不锈钢、铜合金表面上接枝PEG刷，有望将螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题一并加以解决，
针对现行螺旋桨的防污难题，本发明提出在不锈钢和铜合金螺旋桨上接枝水溶性聚合物自组装单层—PEG刷，来阻止海生物在螺旋桨表面的附着，起到防污的功效，同时，PEG刷还能缓冲空泡破裂对螺旋桨表面的冲击作用，改善螺旋桨的防空泡腐蚀性能，因此，在螺旋桨表面上组装特定结构和组成的PEG刷有望同时解决螺旋桨的防污和防空泡腐蚀问题，延长螺旋桨的维修周期，提高其使用寿命；
(2)推广应用前景明确：
发明具有明确的应用前景，螺旋桨特别是快艇螺旋桨体积不大，所需的表面接枝反应池也无需很大，很容易实现在其表面接入PEG刷，因此本发明易于推广应用。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。
在附图中：
图1是本发明的两亲性高分子材料的制备示意图；
图2是本发明的常量法测定BSA的标准曲线示意图；
图3是本发明的金属表面ATR-FTIR图谱；
图4是本发明的不锈钢表面的XPS图谱；
图5是本发明的未处理和经2号两亲性硅烷修饰的铜板表面的XPS谱示意图；
图6是本发明的硅烷修饰的铜片表面的电化学阻抗谱示意图；
图7是本发明的接枝改性后钢板的电化学阻抗谱示意图；
图8是本发明的金属板在相同浓度BSA中A595吸光值随时间变化的曲线示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：本发明提供技术方案，如图1所示：螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料及其制备方法，包括如下步骤：
S1、两亲性高分子材料的制备：在带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2molTDI，加热至50℃，然后滴加在0.2mol聚乙二醇单甲醚-丙酮混合溶液中，升温至60℃，反应2h，得到预聚物并测定其NCO含量；
在另一带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2mol聚醚胺，在室温下，将上述制备的预聚物滴加到三口瓶中，升温至60℃，反应2h，通过红外光谱检测NCO特征峰消失，再通过滴液漏斗逐步滴加0.2mol或者0.4molKH560，在反应温度下继续反应一段时间，当红外光谱检测环氧基特征峰消失时，减压抽出溶剂，得到预计产物，分别为两亲性单硅烷、两亲性双硅烷，将其依次命名为硅烷1号、2号；
S2、金属材料活化；
S3、表征与测试。
进一步的，S2中金属材料活化包括：
1）、洗液的配制：
Piranha洗液处理：取浓硫酸与体积分数为30%的双氧水按体积比为4：1，将双氧水缓慢加入浓硫酸中，制成piranha洗液；
2）、金属材料活化工艺：
（1）将实验用尺寸为20mm×20mm的黄铜（H62型）分别用500和1000号砂纸打磨，然后用丙酮超声清洗除脂，再将除脂的铜片放入2.5mol/LNaOH和0.1mol/L过硫酸铵混合溶液中浸泡60分钟，取出后依次用去离子水和乙醇清洗，然后冷风吹干，再放入80℃烘箱中干燥30分钟，将经过预处理的金属片放入5%（w/v）硅烷乙醇-水（90/10）溶液中，将所制备的两亲性硅烷接枝到不锈钢表面上；
金属样品编号
Figure 163052DEST_PATH_IMAGE002
（2）将500和1000号砂纸打磨的AISI316L型不锈钢，放入piranha洗液中，在65℃条件下加热处理30min，除去金属表面的污垢，然后分别放入去离子水、乙醇和丙酮中进行超声清洗10分钟，取出后氮气吹干，将经过预处理的金属片放入5%（w/v）硅烷乙醇-水（90/10）溶液中，将所制备的两亲性硅烷接枝到不锈钢表面上。
进一步的，S3中表征与测试包括：
1）、全反射傅立叶红外光谱（FTIR）表征：
经硅烷修饰的金属表面的全反射（ATR）傅立叶红外光谱（FTIR）用Perkin-Elemer仪器公司生产的SpectrumBXII傅立叶红外光谱仪测定，测试波数范围为400~4000cm-1，分辨率为0.8cm-1；
2）、金属表面X射线光电子能谱（XPS）的测试：
X-射线光电子能谱（XPS）采用美国Perkin-Elmer公司生产的PHI-5300型多功能电子能谱仪，利用Mg靶作为射线发射源，通能：全扫描为89.45eV，窄扫描为35.75eV，用C1s284.6eV定标；
3）、接触角的测试：
金属表面与水的接触角用承德市盛惠试验机有限公司生产的JGW-360a型接触角测定仪测试，测试温度为25℃，用悬滴的方式将水滴滴到金属表面，待其稳定后，通过JGW-360a型接触角测定仪对水滴与材料表面的夹角进行观测，所得到的角度值即为静态水接触角，从每个样品表面取对角线上三个点进行测量，取平均值；
4）、电化学测量：
电化学测量采用三电极体系，铂网为对电极，饱和甘汞电极（SCE）为参比电极，配置浓度为4%的NaCl溶液作为电介质溶液，电化学阻抗谱（EIS）的测量在CS350电化学工作站上进行，正弦波的振幅为10mV，其频率范围为10mHz~100kHz，极化曲线的扫描步进速率为2mV/s，所有电位均相对于饱和甘汞电极电位；
5）、抗蛋白质吸附的测试
（1）蛋白质溶液的配置及标准曲线的拟定
a蛋白质溶液的配制：
标准蛋白质溶液，用g-牛血清白蛋白（BSA），配制成1.0mg/mL的标准蛋白质溶液，考马斯亮蓝G—250染料试剂的配置：称100mg考马斯亮蓝G-250，溶于50mL95%的乙醇后，再加入120mL85%的磷酸，用水稀释至1L即获得考马斯亮蓝试剂；
b标准曲线的确定：
取7支试管，1支作空白，其余试管分别加入水和试剂，将牛血清白蛋白标准溶液稀释为0、0.01、0.02、0.04、0.06、0.08、0.1mg/mL的溶液，分别精确移取1.0mL到试管中，然后在各支试管中分别加入4.0mL考马斯亮蓝G-250溶液摇匀，室温下反应5min，在595nm波长处测定吸光，以牛血清白蛋白标准溶液浓度为横坐标，以吸光度为纵坐标，得到标准曲线；
如图2所示：对标准曲线进行数据拟合得到拟合方程为（R2=0.9784）：
Figure DEST_PATH_IMAGE003
式中，y:A595为各样品在595nm处的吸光值；x为浸泡过后蛋白质溶液浓度，由于R2=0.9784可知线性拟合较好。
（2）PBS（pH=7.4）的缓冲溶液的配置：
称取71.6gNa2HPO4·12H2O，溶于1000ml水中，制成0.2mol/LNa2HPO4溶液，称取31.2gNaH2PO4·2H2O溶于1000ml水中，制成0.2mol/LNaH2PO4溶液，取81ml0.2mol/L的Na2HPO4溶液和19ml0.2mol/LNaH2PO4溶液，混合均匀，加去离子水稀释至1000ml，加入0.9%（g/100mL）的NaCl，即可配置为0.02mol/L的PBS（pH=7.4）的缓冲溶液，备用；
（3）抗蛋白吸附的测试：
金属板经硅烷接枝改性后，浸泡在PBS的缓冲溶液中，在室温条件下，获得类生物体环境下的表面，随后将金属片浸泡在蛋白质溶液中一定时间，取出，各样品吸附蛋白质后，蛋白质溶液吸光度进行如下方法测定。
取试管若干，1支作空白，其余试管分别加入吸附蛋白质后的蛋白质溶液1.0mL，然后再加入4.0mL考马斯亮蓝试剂，加完试剂2～5分钟后，即可以开始用比色皿，在分光光度计上测定各样品在595nm处的光吸收值A595，空白对照为第1号试管，即1.0mLH2O加4.0mL考马斯亮蓝溶液，测定各吸附蛋白质后的蛋白质溶液在A595处的值，根据标准曲线即可查出未知样品的蛋白质含量；
（4）紫外光谱（UV-Vis）表征：
采用UV-3000紫外-可见光谱仪对样品吸附蛋白质后，蛋白质溶液吸光度进行测定。
结果：
1、金属表面全反射傅立叶红外光谱（ATR-FTIR）分析
图4中A、B曲线分别代表钢（Ⅳ）、铜（Ⅳ）用去离子水、乙醇反复清洗后，对金属板表面进行全反射傅立叶红外光谱测试的结果，从图中可以看出：金属板表面存在明显的红外吸收峰，并且在2974、2872、1712、1667、1541、1109、934、842cm-1附近出现比较强烈的吸收峰，与两亲性双硅烷具有相似的红外图谱结构，这表明金属板表面存在已接枝的两亲性双硅烷。
2、金属表面X射线光电子能谱分析
（1）钢板表面X射线光电子能谱分析
测定样品钢（Ⅰ）、钢（Ⅱ）、钢（Ⅲ）、钢（Ⅳ）表面的X射线光电子能谱。
不锈钢表面主要元素的百分含量
不锈钢 C1s N1s O1s Si2p Cr2p Fe2p
钢（Ⅰ） 66.21 0.88 25.27 1.59 1.86 4.18
钢（Ⅱ） 57.71 2.59 30.45 3.34 1.29 1.34
钢（Ⅲ） 74.89 1.40 22.83 0.87 —— ——
钢（Ⅳ） 76.13 1.28 21.84 0.75 —— ——
如图4所示：A、B、C、D曲线分别代表样品钢（Ⅰ）、钢（Ⅱ）、钢（Ⅲ）、钢（Ⅳ）的X射线光电子能谱，从不锈钢表面主要元素的百分含量表和图4中可以看出钢（Ⅲ）、钢（Ⅳ）与钢（Ⅰ）、钢（Ⅱ）相比，表面元素组成中C元素含量均有所增加，金属元素含量明显减少，并且钢（Ⅳ）相对钢（Ⅲ）而言，C元素含量的增加更为明显，由此说明两亲性硅烷已经接枝钢板表面上。
铜板表面X射线光电子能谱分析：
测定样品铜（Ⅰ）、铜（Ⅳ）表面的X射线光电子能谱，通过对表3和图4进行分析可以看出，铜（Ⅳ）和铜（Ⅰ）相比，表面元素组成中C元素含量从54.56%增加到72.32%，C元素含量增加比较明显，金属Cu元素从23.80%减少到12.23%，Cu元素含量明显减少，由此说明两亲性硅烷可以接枝到铜板表面上。
铜板表面主要元素的百分含量
铜板 C1s N1s O1s Cu2p
铜（Ⅰ） 54.56 5.49 16.15 23.80
铜（Ⅳ） 72.32 7.62 7.83 12.23
图4中A、B曲线分别代表样品铜（Ⅰ）、铜（Ⅳ）表面的X射线光电子能谱。
（2）铜板表面X射线光电子能谱分析：
在25℃下利用GW-360a型接触角测定仪对钢板、铜板和表面接枝改性后的钢板、铜板进行测试，结果如表所示。
测定金属表面与水的接触角
a:钢板表面接触角测定结果
a:Contactanglesbetweenstainlesssteelsurfacesandwater
不锈钢 钢（Ⅰ） 钢（Ⅱ） 钢（Ⅲ） 钢（Ⅳ）
接触角/° 85 25 53 55
b:铜板表面接触角测定结果
铜板 铜（Ⅰ） 铜（Ⅱ） 铜（Ⅲ） 铜（Ⅳ）
接触角/° 83 35 50 53
从表中数据可知，经两亲性单硅烷、双硅烷改性后的钢板、铜板表面接触角比未作接枝处理的金属片的接触角要小，从接触角与亲水性之间的关系可知，经改性后金属表面的亲水性有所增强，由于金属板在进行接触角的测定之前，反复利用去离子水和乙醇清洗，可以将通过物理吸附方式沉积在金属表面上的硅烷清除；
因此，金属板表面接触角的变化，从一定程度上，证实硅烷能够接枝在金属表面上。
4、金属电化学阻抗谱的测定与分析
对铜（Ⅰ）、铜（Ⅲ）、铜（Ⅳ）进行电化学测量，电化学阻抗谱（EIS）的测量在CS350电化学工作站上进行，测定结果如图6所示。
对这三条曲线用ZSimpWin软件进行拟合，所用的等效电路为R（QR），得到数据如表所示。
对图中电化学阻抗谱的拟合结果
铜板 Rl（Ohm.cm<sup>2</sup>） C（μF/cm<sup>2</sup>） n Rct（Ohm.cm<sup>2</sup>）
铜（Ⅰ） 23.68 9.980E-4 0.6699 702.8
铜（Ⅲ） 31.91 15.33E-4 0.5059 5222
铜（Ⅳ） 45.57 2.131E-5 0.5100 6452
对钢（Ⅰ）、钢（Ⅲ）、钢（Ⅳ）进行电化学测量，电化学阻抗谱（EIS）的测量在CS350电化学工作站上进行，测定结果如图7所示。
对图中电化学阻抗谱的拟合结果
不锈钢 Rl（Ohm.cm<sup>2</sup>） C（μF/cm<sup>2</sup>） n Rct（Ohm.cm<sup>2</sup>）
钢（Ⅰ） 40.74 6.478E-5 0.8580 80287
钢（Ⅲ） 27.38 4.203E-6 0.5314 1.058E6
钢（Ⅳ） 29.07 4.511E-6 0.6726 1.133E6
通过对图6、7与上表的分析，可以知道：金属板经两亲性硅烷接枝改性后，钢板、铜板表面电化学转移电阻明显增大，且两亲性双硅烷比单硅烷对金属板的修饰效果更加明显，进而证实了两亲性硅烷对金属板能够起到一定的缓蚀作用。
5、金属表面抗蛋白质吸附分析：
在室温条件下，将金属板浸泡在0.06mg/mL的牛血清蛋白质溶液中，实验测定了样品钢（Ⅰ）、铜（Ⅰ）、钢（Ⅳ）、铜（Ⅳ）在牛血清蛋白质溶液中吸附一定时间后，蛋白质溶液在紫外光595nm下吸光度的变化情况，即5min、10min、30min、60min、80min和100min时的蛋白质吸附情况。
图8中，A、B、C、D曲线分别代表钢（Ⅰ）、铜（Ⅰ）、钢（Ⅳ）、铜（Ⅳ）的吸光度随时间变化的曲线。从图中可以看出在浸泡的前30min内，钢（Ⅰ）、铜（Ⅰ）吸光度降低趋势明显，溶液中蛋白质浓度迅速降低，说明钢（Ⅰ）、铜（Ⅰ）都容易吸附蛋白质，钢（Ⅰ）比铜（Ⅰ）更加明显，且随着时间的延长，吸光度持续下降，；而经硅烷改性后的钢（Ⅳ）、铜（Ⅳ）在浸泡的前30min内，溶液蛋白质浓度虽然有所降低，但抗蛋白质吸附能力比空白钢板要强得多，30min到100min时间段内，改性后的钢（Ⅳ）、铜（Ⅳ）对蛋白质的吸附量不随时间的延长而增大，说明经硅烷改性的钢板具有良好的抗蛋白质吸附稳定性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (1)

1.螺旋桨防污、防腐用两亲性高分子材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
S1、两亲性高分子材料的制备：在带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2molTDI，加热至50℃，然后滴加在0.2mol聚乙二醇单甲醚-丙酮混合溶液中，升温至60℃，反应2h，得到预聚物并测定其NCO含量；
在另一带有搅拌器、冷凝管和滴液漏斗的三口瓶中加入0.2mol聚醚胺，在室温下，将上述制备的预聚物滴加到三口瓶中，升温至60℃，反应2h，通过红外光谱检测NCO特征峰消失，再通过滴液漏斗逐步滴加0.4molKH560，在反应温度下继续反应一段时间，当红外光谱检测环氧基特征峰消失时，减压抽出溶剂，得到预计产物两亲性双硅烷；
S2、金属材料活化；
S3、表征与测试；
所述S2中金属材料活化包括：
1）、洗液的配制：
Piranha洗液处理：取浓硫酸与体积分数为30%的双氧水按体积比为4：1，将双氧水缓慢加入浓硫酸中，制成piranha洗液；
2）、金属材料活化工艺：
（1）将实验用尺寸为20mm×20mm的H62型黄铜分别用500和1000号砂纸打磨，然后用丙酮超声清洗除脂，再将除脂的铜片放入2.5mol/LNaOH和0.1mol/L过硫酸铵混合溶液中浸泡60分钟，取出后依次用去离子水和乙醇清洗，然后冷风吹干，再放入80℃烘箱中干燥30分钟，将经过预处理的金属片放入5%w/v硅烷乙醇-水溶液中，乙醇/水=90/10，将所制备的两亲性双硅烷接枝到不锈钢表面上；
（2）将500和1000号砂纸打磨的AISI316L型不锈钢，放入piranha洗液中，在65℃条件下加热处理30min，除去金属表面的污垢，然后分别放入去离子水、乙醇和丙酮中进行超声清洗10分钟，取出后氮气吹干，将经过预处理的金属片放入5%w/v硅烷乙醇-水溶液中，乙醇/水=90/10，将所制备的两亲性双硅烷接枝到不锈钢表面上；
所述S3中表征与测试包括：
1）、全反射傅立叶红外光谱（FTIR）表征；
2）、金属表面X射线光电子能谱（XPS）的测试；
3）、接触角的测试；
4）、电化学测量；
5）、抗蛋白质吸附的测试；
（1）蛋白质溶液的配置及标准曲线的拟定；
（2）pH=7.4的PBS的缓冲溶液的配置；
（3）抗蛋白吸附的测试；
（4）紫外光谱（UV-Vis）表征。
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