含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体与聚合物的合成及其海洋防污应用性能研究

论文摘要

本论文研究了含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体与聚合物的合成及其海洋防污应用性能。通过对辣素等天然防污活性物质进行结构分析,设计出含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体,较系统地研究了含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体的合成;以含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体为功能单体,较系统地研究了含辣素衍生结构的丙烯酸树脂的合成;并通过红外光谱、核磁共振谱等仪器分析手段对合成化合物或材料进行了表征和确认;分别以含辣素衍生结构的丙烯酰胺为防污剂、以含辣素衍生结构的丙烯酸树脂为成膜物质制备两类防污涂料。较系统地对新合成的化合物或材料进行了防污性能研究。在室内紫贻贝附着抑制性实验中发现,含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体抑制活性相对大小排序为:HMMBA>HMTBA>CHBA≈HMBA>BHBA>HDMBA>TMBA>DMBA≈AMBMA。在室内新月菱形藻抑制性实验中发现,含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体抑制活性相对大小排序为: HDMBA>DMBA≈BMA>TMBA≈HMTBA>CHBA>HMMBA>BHBA>HMBA;含辣素衍生结构的丙烯酸树脂对新月菱形藻附着均表现出明显的抑制性,其附着抑制率均大于22%,最高可达53%。海上挂板实验表明,在考察时期内,当功能单体含量为30%时,含辣素衍生结构的丙烯酸树脂对藻类附着抑制性的大小顺序为:HMBA丙烯酸树脂> TMBA丙烯酸树脂> HMMBA丙烯酸树脂>普通丙烯酸树脂;以含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体为防污剂的海洋防污涂料和以对含辣素衍生结构的丙烯酸树脂为成膜物的海洋防污涂料均表现出一定的防污性。以含辣素衍生结构的丙烯酰胺为防污剂的防污涂料,在考察时间内各防污剂对藻类附着的抑制性大小顺序为:TMBA>HDMBA>CHBA>HMBA>HMMBA。在短期内各防污剂对生物粘膜形成抑制性大小顺序为:HDMBA> TMBA> CHBA >HMBA >HMBA,而长期则为TMBA>HDMBA>CHBA > HMBA>HMBA。另外,还系统地研究了HMBA凝胶和AMBMA凝胶的合成和性能。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 前言
• 1.1 丙烯酰胺衍生物及应用
• 1.1.1 含磺酸基丙烯酰胺衍生物
• 1.1.2 N-烷基取代丙烯酰胺衍生物
• 1.1.3 N-芳基取代丙烯酰胺
• 1.1.4 含酮结构的丙烯酰胺衍生物
• 1.1.5 具有交联作用的丙烯酰胺衍生物
• 1.1.6 含叔胺和季铵盐结构的丙烯酰胺衍生物
• 1.1.7 含天然产物结构的丙烯酰胺衍生物
• 1.1.8 其它丙烯酰胺衍生物
• 1.2 海洋防污和防污涂料
• 1.2.1 海洋污损生物的危害及主要防污技术
• 1.2.2 防污涂料研究和发展现状
• 1.3 国内防污涂料概况
• 1.4 选题的目标、依据及意义
• 1.4.1 选题目标
• 1.4.2 学术思想与立题依据
• 1.4.3 研究的意义
• 第二章 含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体的合成与性能研究
• 2.1 含天然产物衍生结构的防污活性化合物分子的设计
• 2.1.1 设计原理
• 2.1.2 含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体的设计
• 2.2 含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体的合成
• 2.2.1 合成原理
• 2.2.2 实验条件
• 2.2.3 一般合成方法
• 2.2.4 结构表征方法
• 2.3 室内防污性能评价
• 2.3.1 贻贝附着抑制性试验
• 2.3.2 单细胞藻生长抑制性试验
• 2.4 合成实验结果与讨论
• 2.4.1 合成与表征
• 2.4.2 合成反应条件的选择
• 2.5 室内防污性能测试结果与讨论
• 2.5.1 贻贝附着抑制性试验结果
• 2.5.2 单细胞藻生长抑制性试验结果
• 2.6 本章结论
• 第三章 含辣素衍生结构的丙烯酸树脂的合成及其防污性能研究
• 3.1 含辣素衍生结构的丙烯酸树脂的合成
• 3.1.1 合成原理
• 3.1.2 合成实验条件
• 3.1.3 一般合成方法
• 3.1.4 结构表征方法
• 3.1.5 其它重要物理化学参数的测定
• 3.2 含辣素衍生结构的丙烯酸树脂的室内挂板防污实验
• 3.2.1 材料
• 3.2.2 室内挂板防污实验方法
• 3.3 海上挂板试验实验
• 3.3.1 海上挂板试验样板的制备
• 3.3.2 海上挂板试验及检查
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 含辣素衍生结构的丙烯酸树脂合成实验结果与讨论
• 3.4.2 室内挂板防污实验结果
• 3.4.3 海上挂板试验结果
• 3.5 本章结论
• 第四章 防污涂料的制备及其性能初探
• 4.1 实验部分
• 4.1.1 原料与试剂
• 4.1.2 仪器与材料
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 不同含辣素衍生结构的丙烯酸树脂防污涂料及以 HMMBA 为防污剂防污涂料的防污性能
• 4.2.2 防污剂HMMBA 含量不同的防污涂料的防污性能
• 4.2.3 防污剂HMMBA 和氧化亚铜比例不同的防污涂料的防污性能
• 4.2.4 以不同含辣素衍生结构丙烯酰胺单体为防污剂防污涂料的防污性能
• 4.3 本章结论
• 第五章 含辣素衍生结构的丙烯酰胺单体凝胶化特性的研究
• 5.1 含辣素衍生结构的丙烯酰胺凝胶的合成原理
• 5.2 主要实验仪器及试剂
• 5.2.1 仪器设备
• 5.2.2 试剂
• 5.3 实验方法
• 5.3.1 合成方法
• 5.3.2 红外光谱的测定
• 5.3.3 凝胶平衡溶胀度的测定
• 5.3.4 吸水速率的测定
• 5.3.5 凝胶保水性能的测定
• 5.3.6 凝胶强度的静态评价方法
• 5.4 结果和讨论
• 5.4.1 红外光谱测试结果
• 5.4.2 聚合反应条件的探讨
• 5.4.3 凝胶平衡溶胀度比较
• 5.4.4 凝胶吸水速率比较
• 5.4.5 凝胶保水性能比较
• 5.4.6 体积对凝胶吸水速率的影响
• 5.4.7 二次凝胶制备方法初探
• 5.4.8 引入其他单体制备凝胶初探
• 5.4.9 形成凝胶机理初探
• 5.4.10 凝胶吸水机理初探
• 5.5 结论
• 第六章 结论和建议
• 6.1 主要结论
• 6.2 主要创新点
• 6.3 存在的问题及今后的工作方向
• 参考文献
• 附录A
• 附录B
• 附录C
• 致谢