海洋生物污损在水下设施附着将导致堵塞、腐蚀等问题，致使材料老化损坏；附着在船体将导致航行阻力增加、航速下降、油耗增加[1]。数据表明，万吨以上的货轮船底污损量增加至5%，燃油消耗即增加10%[2]，每年造成超过100万美元的经济损失[3]。涂刷防污涂料因其经济和易于操作的特点被广泛应用于海洋防污领域[4]。传统型海洋防污涂料依靠释放有毒杀菌剂来防止海洋污损生物的附着，但杀菌剂同时也对海洋环境造成巨大危害，有机锡化合物及铜类防污剂在海水中富集，致使海洋生物发生畸变，破坏海洋环境，流入到食物链将严重威胁人类健康[5-8]。海洋环境污染问题已经引起人们的重视，有机锡化合物自2008年1月1日起被国际海事组织(IMO)规定全球禁用[9]，毒性相对较弱的铜类防污剂也逐渐受到法律法规的限制，如：在英国和瑞士需要注册才可使用铜类化合物，加拿大规定所有含铜防污涂料铜的释放率必须少于每天40μg/cm2 [10]。环境友好型防污涂料受到极大关注，低表面能防污涂料因其环境友好、防污效果出色等特点目前已被商业化，主要分为有机硅低表面能防污涂料及氟化物低表面能防污涂料两大类。

1 低表面能防污涂料的防污机理

海洋污损生物分泌的粘液在表面浸润分散并通过化学键、静电作用、机械联锁及扩散等作用黏附于表面。而海洋生物脱落主要通过平面剪切、非平面剪切及剥离等方式，其中剥离所需能量最小[11]。低表面能防污涂料针对污损生物在表面的黏附机理，利用自身的低表面能及低弹性模量特性达到防止污损黏附及释放污损的效果：海洋污损生物分泌的粘液在低表面能表面的浸润性差，污损生物不易在表面附着生长，且污损生物在低弹性模量表面倾向于以剥离的方式脱落，所需能量较低，易于将污损除去。当涂料与水的接触角大于98 °或表面能低于25mJ/m2时表面才具有防止污损黏附及清除污损的功能[12]。

低表面能防污涂料主要具备以下几种特点[5]：(1)具有灵活的线性主链且各链之间相互作用极小；(2)具有足够数量可自由移动到表面的活性基团，表面能低；(3)低弹性模量；(4)达到分子水平的平滑表面，避免生物粘液渗透而导致机械联锁；(5)主链和表面活性侧链具有较高的分子流动性；(6)适当的涂膜厚度；(7)在海水环境中具有良好的物理及化学稳定性。

2 低表面能防污涂料的研究进展

2.1 有机硅低表面能防污涂料

1961年Robbart首次提出使用交联的有机硅树脂作为海洋防污涂料，实验发现用由硅树脂组成的表面涂层可以极大地避免藤壶的吸附[13]。有机硅聚合物具有线性的可流动主链及足够的表面活性侧基，使其具有低表面能及低弹性模量的特性，有利于附着物的脱落。有机硅树脂在海洋环境中可保持较高的稳定性及耐腐蚀性，保证使用过程中表面的光滑[14]。但有机硅树脂成本相对较高、对基材的黏附性不佳且力学性能较差，在海洋环境中及人工清除时易被破坏，其应用受到了一定的限制。

1998年1月1日起试行的《高等学校会计制度（试行）》文件明确规定，高校会计核算一般采用收付实现制，对固定资产不计提折旧，仅反映固定资产原值的增减变动情况。这种不计提折旧的管理制度，无法真实反映固定资产的实际价值，也不能真实体现高校教育成本，在实际操作过程中显示出了诸多弊端，如固定资产账面价值与实际价格不符、无法补偿固定资产的损耗等。2013年1月1日起施行新的《高等学校会计制度》（财教〔2012〕488号），该文件明确规定，要求高等学校按月计提固定资产折旧，并做了相应的规定，这为固定资产折旧工作提供了文件依据，固定资产的会计核算也必须根据组织环境的变化而改变。

Cheng等[15]通过有机硅氧烷单体的水解和缩合，成功制备了一种新型的聚硅氧烷涂料，得到了均匀、透明、光滑、透明且致密的涂层。该涂层具有高疏水性、高透光率、良好的耐热性、附着力及耐候性。可用于金属和塑料表面的保护。Galhenage等[16]合成了几种不同组分的PDMS及PEG预聚物，并将其掺入硅氧烷-聚氨酯(SiPU)涂料体系中。这些加入预聚物的涂层表面表现出两亲性。水老化测试前后涂层的表面浸润性能基本一致。几种涂层均对细菌(C.lytica)展现出优异的污损释放性能。在20psi的水射流处理之后，超过90%的细菌生物膜被清除。藤壶在各个涂层上的粘附强度极低，贻贝也更加容易除去。AmSiPU涂层显示出的防污性能达到了商业标准的顶尖水平，且具有更强的机械性能和耐用性。Marceaux等[17]开发了两种基于聚有机硅氮烷(PSZ)的含有硅油(PDMS)和杀生剂(Cu2O)的防污涂料。PDMS-PSZ涂层比PSZ涂层具有更高的柔韧性和疏水性且PSZ的固化未受到PDMS添加的影响。PDMS-PSZ涂层在海水中浸泡10个月，表现出良好的防污性能及抗腐蚀性能。铜基涂层具有稍长的防污效力(14个月)，但防腐性能在短时间内即出现下降。PDMS-PSZ涂层具有更好的防腐性能，且在海洋环境中不会释放出有毒化合物，相较于添加Cu2O是更好的选择。Liu等[18]开发了一种由聚二甲基硅氧烷基聚脲(PDMS-PUa)和少量有机防污剂(4，5-dichloro-2-n-octyl-4-isothiazolin-3-one)组成的自修复涂层。该涂层对基材具有良好的黏附性，在空气和海水中均具有良好的自修复性能，且可以通过提高温度来加速其表面修复速度。同时，涂料实现了有机防污剂的可控释放，DCOIT的释放速率十分稳定。即使在静态条件下，涂层也具有优异的防污及污损释放性能，有效期超过六个月，可有效解决海洋生物污损问题。

2.2 氟化物低表面能防污涂料

由于法官和公证人员不是专业网络技术人员，缺乏相应的专业知识，对于电子数据的保全往往力不从心，而且也极大的加重了法官的工作负担。由于电子数据的特殊性，对技术和设备的操作要求较高，往往需要采取高科技的方法和设备，而现今的技术不够成熟。在与法官和公证人员的交谈中了解到，现今的设施技术水平和人员的专业素养已经不能和现今电子数据保全的状况相匹配，在保全过程中容易对电子数据进行损坏。目前，我国对电子数据的保全技术还不成熟，法院及公证机构主要还是依靠打印、拷贝、录像等传统措施来进行电子数据保全，仅有少数地区有了专门的电子数据保全系统来对进行电子保全进行试验。

低表面能防污涂料仍然存在一些有待解决的问题，如与基材粘附性较差，涂刷难度相较于传统涂料较高；静态防污效果不佳，需要一定的航速提供剪切力才能达到污损释放的效果；后期需人工清理，操作复杂；使用寿命相对较短；对海洋中的众多污损生物普适性不强，对藻类的防污能力较差等[25]。目前低表面能防污涂料的研究方向及发展趋势包括降低表面能，增强表面疏水性；降低弹性模量，增加单次成膜的厚度；与仿生技术相结合或添加无毒杀菌剂增强表面的防污性能及增强涂层的力学性能等。

3 低表面能防污涂料的发展趋势

Liu等[21]通过溶胶-凝胶和喷涂技术成功制备了超疏水PVDF/PMSR/Na2CO3@SiO2涂料。该涂层的耐磨性比纯PVDF涂层高约6倍。同时由于其优异的自愈功能，在经过10次摩擦/修复测试循环后仍可以恢复其原本的超疏水性。涂层的气体补偿能力可使涂层在酸性溶液中超疏水性持续时间延长400%。此外，涂层在酸性/碱性溶液和强紫外线照射条件下表现出优异的疏水稳定性。引入自修复和气体补偿功能的涂层具有很好的应用前景。Tang等[22]通过在紫外线照射下混合PSMF和EMA合成了一种含甲基丙烯酰氧基/氟代侧基的新型紫外固化聚硅氧烷。含有PSMF的硅氧烷可以提高涂层的柔韧性和光泽度，氟化基团的存在可以提高涂层的硬度。聚合物分子中的氟和硅都可以增加涂层的热稳定性和耐水性并降低其表面能。Xu等[23]报道了表面带有b-PFMA-PEO不对称分子刷的协同防污涂层。该涂层具有协同防污性能：PEO侧链赋予表面防污损附着的特性，而PFMA侧链因其低表面能特性展现出污损释放功能。所有分子刷表面都展示出优良的防污性能，蛋白质吸附量和细胞粘附量均大大减少。Arukalam等[24]将FDTS大量添加到PDMS-ZnO涂层中，使涂层性能得到了显著提升，基于FDTS的涂层表面即使完全被水润湿仍然具有出色的耐污性能；且随着FDTS添加量的增加，PDMS-ZnO涂层的抗腐蚀性能增强。FDTS改性的PDMS-ZnO纳米复合涂层具有出色的防污效果。

氟原子具有极强的电负性，C-F的键能高，可极化性较低，氟原子的电子云对C-C键具有较强的保护作用，因此含氟聚合物具有良好的化学稳定性、耐热性、抗老化及低表面能等特性[19]。氟化物低表面能防污涂料主要分为氟碳树脂及氟硅树脂。氟碳树脂具有极低的表面能，但不具有类似于有机硅树脂的弹性骨架，其弹性模量相对较高，污损的去除多是以剪切的方式，需要较高的能量。氟硅树脂在保留有机硅树脂结构柔性的同时改善其力学性能及耐溶剂性，同时获得低表面能及低弹性模量，使二者优点得以结合[20]。但含氟聚合物价格高，制备困难，在商业应用中并不常见。

4 结语

面对日益严重的环境污染问题，采用无毒环保的防污涂料来代替目前广泛使用的以氧化亚铜为主要防污剂的涂料势在必行，低表面能防污涂料因出色的环保特性目前已经商用，预测未来在海洋防污领域会有更广泛的应用，具有广阔的发展前景。

我国露天矿大部分采用常规的全境界缓帮开采，转入深凹开采的露天矿后，已改用汽车—胶带联合运输或间断—连续运输。为了解决深凹露天矿的运输问题，目前发展趋势之一是采用陡坡铁路运输开采技术[1]，以延长铁路服务年限;发展趋势之二是大载重量、效率高、能耗低的大型矿用自卸汽车，以增加合理运距;发展趋势之三是采用陡坡胶带运输方式，实现露天矿生产连续化。目前，陡坡铁路运输的坡度3%～5%，汽车运输的坡度6%～15%，胶带运输的坡度25%～28%[2]。

参考文献

[1] Nurioglu A G，Esteves A C C. Non-toxic，non-biocide-release antifouling coatings based on molecular structure design for marine applications[J]. J.Mater.Chem.B，2015，3(32)：6547-6570.

[2] 洪峰，赵中华，桂泰江.仿生防污涂料的发展概况[J].现代涂料与涂装，2002(05)：7-11.

[3] Hertiani T，Edrada-Ebel R，Ortlepp S，et al.From anti-fouling to biofilm inhibition：New cytotoxic secondary metabolites from two Indonesian Agelas sponges[J].Bioorgan. Med. Chem.，2010，18(3)：1297-1311.

[4] Chambers L D，Stokes K R，Walsh F C，et al. Modern approaches to marine antifouling coatings[J].Surf. Coat. Tech.，2006，201(6)：3642-3652.

[5] Yebra D M，Kiil S，Dam-Johansen K.Antifouling technology-past，present and future steps towards efficient and environmentally friendly antifouling coatings[J].Prog. Org. Coat.，2004，50(2)：75-104.

[6] Omae I.Organotin antifouling paints and their alternatives[J].Appl. Organomet. Chem.，2003，17(2)：81-105.

[7] Alzieu C.Tributyltin：case study of a chronic contaminant in the coastal environment[J].Ocean Coast. Manage.，1998，40(1)：23-36.

[8] Ciriminna R，Bright F V，Pagliaro M.Ecofriendly antifouling marine coatings[J].ACS Sustain. Chem. Eng.，2015，3(4)：559-565.

[9] 李慧娟，王国建.船舶防污涂料研究进展[J].涂料工业，2005，35(3)：45-49.

[10] 张霁，朱思彧，王健.氧化亚铜在防污涂料中的应用及法律法规进展[J].中国涂料，2012，27(5)：26-28.

[11] 桂泰江，王科.低表面能海洋防污涂料的现状和发展趋势[J].现代涂料与涂装，2010，13(11)：32-35.

[12] 韩磊，张秋禹.低表面能防污涂料的最新研究进展[J].材料保护，2006，39(2)：37-41.

[13] Lejars M，Margaillan A，Bressy C.Fouling release coatings：a nontoxic alternative to biocidal antifouling coatings[J].Chem. Rev.，2012，112(8)：4347-4390.

[14] 秦瑞瑞，胡生祥，宫祥怡.有机硅低表面能海洋防污涂料研究进展[J].有机硅材料，2015，29(1)：74-77.

[15] Cheng J，Liu Y，Che H，et al.The preparation and properties of a transparent coating based on organic silicone resins[J].Anti-Corros. Method. M.，2015，62(1)：48-52.

[16] Galhenage T P，Webster D C，Moreira A M S，et al.Poly(ethylene) glycol-modified，amphiphilic，siloxane-polyurethane coatings and their performance as fouling-release surfaces[J].J. Coat. Technol. Res.，2017，14(2)：307-322.

[17] Marceaux S，Bressy C，Perrin F，et al. Development of polyorganosilazane-silicone marine coatings[J].Prog. Org. Coat.，2014，77(11)：1919-1928.

[18] Liu C，Ma C，Xie Q，et al.Self-repairing silicone coatings for marine anti-biofouling[J].J. Mater. Chem. A，2017，5(30)：15855-15861.

[19] 高志强，江社明，张启富，等.含氟低表面能海洋防污涂料的研究进展[J].电镀与涂饰，2017，36(6)：273-279.

[20] 张璟，石好.环境友好型船体防污涂料的进展及应用[J].中国水运，2014，14(9)：1-4.

[21] Liu Z，Wang H，Zhang X，et al.Durable and self-healing superhydrophobic polyvinylidene fluoride (PVDF) composite coating with in-situ gas compensation function[J].Surf. Coat. Tech.，2017，327：18-24.

[22] Tang C，Liu W，Ma S，et al.Synthesis of UV-curable polysiloxanes containing methacryloxy/fluorinated side groups and the performances of their cured composite coatings[J].Prog. Org. Coat.，2010，69(4)：359-365.

[23] Xu B，Liu Y，Sun X，et al.Semifluorinated synergistic nonfouling/fouling-release surface[J]. ACS Appl. Mater. Inter.，2017，9(19)：16517-16523.

[24] Arukalam I O，Oguzie E E，Li Y.Fabrication of FDTS-modified PDMS-ZnO nanocomposite hydrophobic coating with anti-fouling capability for corrosion protection of Q235 steel[J].J. Colloid Interf. Sci.，2016，484：220-228.

[25] Buskens P，Wouters M，Rentrop C，et al.A brief review of environmentally benign antifouling and foul-release coatings for marine applications[J]. J. Coat. Technol. Res.，2013，10(1)：29-36.