海洋工程新选择!浙江理工大学开发高性能水性聚氨酯涂层,让PET绳索从容应对严苛海水环境
2026-06-10 14:08:35 作者:涂料驿站 来源:涂料驿站 分享至:

 

聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)绳索因其高强度、优异的抗疲劳性和低蠕变变形等优异性能,在深海和离岸系泊系统中被广泛使用。然而,在长期海洋环境中,海水的侵入会导致绳索逐渐劣化,机械性能下降,从而威胁系泊系统的运行安全。因此,提高PET绳在海洋环境中的耐海水侵入能力,对于确保其长期安全稳定运行至关重要。

为了解决这一问题,研究人员开发了三种主要方法:纤维改性、绳索结构优化和表面涂层构建。纤维改性通过共聚或混纺提高纤维的疏水性,实现持久的防护效果,但工艺复杂,可能会损害纤维本身的机械性能。绳索结构优化主要通过合理的编织设计增强表面致密性,形成物理屏障层,增加海水渗透路径的曲折度。该方法工艺简单,但在长期海上使用中容易失效。相比之下,表面涂层构建可以在绳索表面形成连续致密的保护屏障,有效阻止海水侵入。由于其强大的适用性和高可控性,这种方法已成为一种广泛采用的防护策略。在众多涂层材料中,水性聚氨酯(WPU)因其优异的柔韧性、附着力和耐磨性而受到广泛关注。此外,使用水作为分散介质,WPU具有低挥发性有机化合物(VOCs)排放,在PET绳索保护涂层中具有广阔的应用前景。

近年来,随着对环境问题和石油短缺的日益关注,生物质资源的研究得到了极大地推动。利用可再生生物质开发环保材料已成为一个重要研究方向。其中,由植物油衍生的多元醇(如蓖麻油和豆油基多元醇)为原料合成的生物基WPU引起了广泛关注。然而,针对海洋环境的生物基WPU的相关研究仍然有限。特别是,当它们作为PET绳的保护涂层使用时,其关键性能,包括耐海水侵入性、耐磨性和弯曲性,仍然不明确。

近期,浙江理工大学张先明/张涛团队成功制备了一种适用于PET绳的具有耐海水侵入性能的生物基水性聚氨酯涂层

 

通过将可再生蓖麻油(CO)与柔性聚丙二醇(PPG2000)结合,采用双软段策略制得一系列WPU−PxCy涂层,然后将清洁后的PET绳浸入30分钟,取出并在80°C下干燥,获得涂覆WPU−PxCy涂层的PET绳(WPU−PxCy/PET)。

所制得的涂层能有效抑制海水的渗透和扩散,经过120天的海水浸泡后,涂覆该涂层的PET绳的海水吸收率仅为9.4wt%,明显低于纯PET绳(10分钟内吸水率高达47.7wt%)。此外,涂覆该涂层的PET绳的断裂强度提升至6413.2N(比纯PET绳高出17%),并能承受500次摩损和弯曲测试,表现出优异的机械耐久性结构稳定性

本研究为设计和制备适用于海洋绳索的具有优异耐海水侵入性能的生物基WPU涂层提供了参考依据。



合成路线及示意图













(a)WPU−PxCy合成路线;(b) WPU−PxCy涂层在PET绳表面构建过程示意图。


数据来源与出处


 

相关研究成果以“Bio-based waterborne polyurethane coatings with superior seawater intrusion resistance for marine PET ropes”为标题发表在《Progress in Organic Coatings》上。

 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

    标签:
相关文章
无相关信息