1. 研究目的与意义
所谓的海洋污损生物通常是指生长在船舶外壳水线下部分和海洋平台设施表面的所有附着动物、植物、微生物。海洋中常见的污损附着生物大约有上万种,其中比较常见的污损生物主要有100种左右,而且90%以上的污损生物都是有害的。大多数动物类或是植物类的污损生物大都生长在人工航行器的吃水线以下部分,例如人工浮标、水下人工管道外壁、沿海各种工业设施、海底光电缆、人工渔业网具上面等,海洋污损生物的主要危害在于其繁殖和其他活动产生的分泌物会对这些人工器械的表面结构造成破坏,进而造成金属表面腐蚀,缩短这些人造结构的期望寿命。1974年,美国海军因生物污损和钻孔生物的破坏就花费了2.15亿多美元;二次大战前,每月计划增加%3的燃料,以弥补因污损所造成的损失;而修理码头、浮标、近岸海底设施、远岸平台等,每年则要花费2.25亿美元。船只和海中设施都会受到海洋腐蚀和生物污损的双重挑战,由于微生物污损所引起的厌氧腐蚀,美国每年所损失的金属估计价值50一60亿美元。据估计,世界范围内在海湾用于防止海洋生物污损的费用每年至少14亿美元。
20世纪60年代有机锡防污涂料商品化了。开始有机锡被用作高性能含铜防污涂料的共防污剂。防污问题似乎最终被解决了。但是alzieu等于1980年首次报道了tbt在防污涂料中的使用与对港湾生物的损害之间的联系,发现养殖的太平洋牡砺受到了防污涂料的tbt的影响:产卵减少,发育不良,壳体畸变和性别变异。
从而研发出借鉴有机锡丙烯酸树脂的结构特征,采用对环境友好的锌离子取代对环境严重污染的锡离子。
2. 国内外研究现状分析
2001年赵 阳等人等人发表的《甲基丙烯酸锌/丁腈橡胶纳米-微米混杂复合材料》,用sem和tem对甲基丙烯酸锌(zdma)粒子及其填充的丁腈橡胶(nbr)混炼胶和硫化胶进行了观察,结果表明它们的综合力学性能均高于用炭黑n220增强的橡胶,具有较高的拉伸强度、100%定伸应力和撕裂强度。
2005年于良民等人发表的《丙烯酸锌树脂的制备和表征》,丙烯酸锌树脂是一种可用于无锡自抛光防污涂料的树脂,通过氢氧化锌法和碱式有机酸锌法两种路线合成了丙烯酸锌树脂,并利用红外吸收光谱、x射线衍射、核磁共振谱等仪器分析手段对所合成的树脂进行了结构表征,初步证明两种制备方法得到了骨架结构相同的丙烯酸锌树脂。
2010年代高峰编译的《用单甲基丙烯酸锌活化促进剂-硫黄硫化并减少锌用量》,在促进剂-硫黄硫化橡胶胶料时,锌是一种必不可少的原材料。人们在研究不饱和橡胶硫化的早期发现,在硫黄硫化的体系中,金属氧化物能大幅提高硫化效率,在作为活性剂的金属氧化物中,最有效的是氧化锌(zno)。尽管锌在硫黄硫化的化学反应中起着有益的作用,但是当释放到环境中时,重金属对人类健康和生态体系会有影响。这些环境问题已经引起了政府部门的注意,政府部门一方面对限定橡胶配方中重金属含量进行了讨论,另一方面敦促许多生产商积极主动地研究减少配方中的锌用量。甲基丙烯酸锌已被证实是一种替代传统锌活性剂的理想材料。
3. 研究的基本内容与计划
研究内容:单甲基丙烯酸锌油酸酯两步法合成
(一)先通过已有专利方法进行单甲基丙烯酸锌的合成,确定并计算产率;
(二)用上步合成出的单甲基丙烯酸锌与油酸进行酯化反应,探究并确定反应条件,选取最佳物料量、反应溶剂、温度等条件,得出高产率反应路线。
4. 研究创新点
特色:采用廉价的油酸制备用途广泛的海洋防污涂料具有原料廉价、产品可降解、降低生物能源成本等优点。降低了海洋防污涂料中降解的重金属离子对环境的影响,使得海洋防污涂料更为安全有效。单甲基丙烯酸锌油酸酯是一种新的物质,充分的利用了国内丰富的油脂类资源,以更低成本来得到高效的海洋防污涂料,可打破国外防污涂料公司对市场的垄断,故本作品具有广泛的科研应用前景和商业化潜力,同时也能实现对生物质资源的高值化利用,对资源安全和生态环境安全是十分有益的。
创新:单甲基丙烯酸锌油酸酯两步法合成,是把反应分成两个步骤来完成,可以更好的通过控制反应温度和pH值等反应条件来控制产率,合成出的单甲基丙烯酸锌与油酸进行酯化相比其他方法更为简单和可控。
