Page 80 - 2024年第55卷第3期

次，每种涂层试验片共投放淡水壳菜活体数量不低于 ４５个（Ｎ ≥５，ｎ ≥４５），试验具体步骤如下：
（ １）在长宽高分别为 ２０ｃｍ × ２０ｃｍ × ３．５ｃｍ的混凝土试验片表面涂覆底漆，干燥 ２～５ｈ；之后将涂
层 Ａ、Ｂ组分均匀混合，并刮涂在有底漆的混凝土试验片上，涂覆厚度约 ０．５ｍｍ，涂覆完毕将涂层在
室温下标准养护大于 ７ｄ；之后将养护完毕的涂层试验片水平放置在培养池中。
（ ２）向培养池中加入水，水深 ２２ｃｍ，水温 １８±１℃，ｐＨ值约为 ８．２；之后向水中投入硅藻源 ０．３ｇ，
采用充氧机不间断泵气 １２ｈ，使硅藻源完全分散，之后停止泵气。
（ ３）挑选 ９个体长为 ２３ｍｍ左右且活力旺盛的淡水壳菜活体，割断足丝；将割断足丝后的淡水壳
菜均匀放置在试验片表面，淡水壳菜纵横间距 ５ｃｍ，正向放置；为防止光照对试验结果产生影响，采
用黑色透气纱网遮盖淡水壳菜培养池，使培养池中光照强度始终保持 ０ｌｘ。
（ ４）使用相机拍摄淡水壳菜自然附着 ０、１、２、３、４、５、６及 ７ｄ时，其在涂层表面的位置信息图
像并记录移动特性，观察淡水壳菜在不同试验片表面动态变化。
（ ５）测试附着 ７ｄ时各试验片表面淡水壳菜附着率（将试验片竖向放置后统计）和垂向分离力，每
种指标以多次测试结果的平均值作为最终结果。

３ 结果与讨论

３．１ 涂层微结构与润湿性分析 图 ３给出了 ＡＦＭ５５００原子力显微镜对研发涂层表面微结构的表征结
果。从图上可以看出：空白涂层样品表面相对平整，未出现明显微结构；当涂层负载 １ｇＮａｎｏ － ＴｉＯ粒
２
子时，涂层表面出现纳米级凸起结构，但不明显，凸起结构相对稀疏；当涂层负载 ３ｇＮａｎｏ － ＴｉＯ 时，
２
纳米凸起结构数量有增加趋势，并出现明显微观凸起结构，且相对密集。值得注意的是：当涂层负载 ５ｇ
Ｎａｎｏ － ＴｉＯ时，涂层中开始出现较大团块，可能主要受纳米粒子轻微团聚影响，进而对微结构造成一定影
２
响。当采用 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ?Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ联合负载时，涂层表面均出现明显微结构。
２

图 ３ 淡水壳菜防护涂层 ＡＦＭ图像

表 ４给出了涂层接触角及表面能测试结果。从表中可以看出，当涂层采用 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ 单独负载时，
２
随着 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ粒子负载量的增加，涂层表面水接触角、二碘甲烷接触角均呈现出先变大后变小趋势，
２
这主要是由于随着纳米粒子负载量增加，涂层表面微结构逐渐明显；而后，当纳米粒子负载较多时，
由于纳米粒子团聚，对均匀的微结构造成一定影响，涂层接触角反而变小。当涂层采用 Ｎａｎｏ － ＴｉＯ ?
２
Ｎａｎｏ － ＰＴＦＥ联合负载时，相对于 Ｔ － ３涂层，涂层水接触角均有所增加，表面能有所降低。
３．２ 涂层力学性能分析 通过拉伸试验得到不同涂层样品的应力 － 应变曲线，如图 ４所示。取应力 －
应变曲线之间初始直线段作为计算数据，提取直线部分数据点进行线性拟合，并得到拟合曲线的斜

８
— ３ ２ —