海洋生物在浸入海水的材料表面沉降形成的污染物是海洋工业面临的一个严重问题。使用含有各种防污剂的涂料是解决该问题的最经济、方便和有效的策略。三丁基锡自抛光共聚物涂层是最有效的海洋防污涂层,但因对其它生物具有高毒性而在2008年被禁用。近年来 道了多种环保防污体系,例如,没有锡的自抛光涂料、污垢释放涂层、两亲性聚合物、两性离子聚合物、生物可降解聚合物、抗菌聚合物等。此外,还开发了天然产物和合成防污剂。通常是将防污剂通过物理共混的方法加入聚合物基质中以抑制污垢粘附和生长。含防污剂涂料的防污性能主要取决于防污剂的释放速率和负载量。由于防污剂与聚合物基体相容性差,防污剂的释放难于控制,易于迁移和聚集在聚合物中。 最近,有研究 道了聚合物前体以及连接活性分子的聚合物。与低分子量前体相比,这些大分子前体相容性好、释放可控、药效好。在这些聚合物前药体系中,药物通过连接基团的断裂而得以释放。同理,防污剂也可与聚合物结合而可控释放。例如,吡啶-二苯硼烷、草甘膦、苯并异噻唑啉酮等都已通过化学键合与聚合物连接而实现控释。但是,主链不可降解的抗菌聚合物的释放基本取决于其侧基的水解,而侧基水解的主要影响因素是水的剪切作用。为了解决该问题,研究人员开发了可降解的防污聚合物,它可形成自更新的表面,提高防污性能。可降解防污聚合物具有可降解主链和可水解的防污基团,如此实现防污剂的可控释放。但这类聚合物为线形结构,粘度较高。与线形聚合物相比,超支化聚合物溶解性好、熔体粘度低、结晶度低、末端功能基密度高。此外,可降解超支化聚合物的支链较短,能完全降解为小片段。
图1可降解超支化聚合物的合成
参考文献:Progress in Organic Coatings, 153, 106141, 2021
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