19世紀中葉，人們在樹脂基料中加入有毒防污劑（如氧化亞銅、砷、汞等）制成防污涂料，達到了有效的防污效果。二戰(zhàn)后，由于氧化砷、汞化合物引發(fā)的健康與安全問題，使含氧化亞銅的防污涂料應(yīng)用廣泛。20世紀50年代末至60年代初，含三丁基錫化合物（TBT）的自拋光防污涂料得到廣泛應(yīng)用，但后來發(fā)現(xiàn)TBT會導致軟體動物的野生數(shù)量受影響、腹足類海產(chǎn)性畸變，因此限制TBT使用的法規(guī)紛紛出臺，國際海事組織為加強海洋環(huán)境保護，出臺了《國際控制船舶有害防污涂料系統(tǒng)公約》，規(guī)定自2008年1月1日起，所有船舶完全禁止使用含TBT的防污涂料，這就亟需開發(fā)新型低毒環(huán)保防污劑。
　　通常含新型防污劑的防污涂料進入市場前需經(jīng)歷海港浮筏掛板實驗、小面積涂船實驗和海上實船考核3個階段，由于上述方法的試驗時間長、花費大，所以建立簡便、快速的實驗室評價方法成為快速開發(fā)防污涂料的重要保證。
1.目前常用防污劑
　　由于氧化亞銅對植物性海生物幾乎無效，有機錫也早已被禁用，因此人們紛紛尋找其它能對植物性海生物奏效的防污劑。出于環(huán)保角度，要求這些防污劑在進入海水后能夠很快分解或降解為無毒化合物。目前有16種防污劑被認可，其中美國有3種認可：2-巰基吡啶-1-氧化物的鋅絡(luò)合物（ZincOmadine）、4，5-二氯代-2-正辛基-4-異噻唑啉-3-酮（sea-Nine211或Kathon528）和2-甲基硫代-4-丁胺基-6-環(huán)丙胺-S-三嗪（Irgarol1051）；歐盟和澳洲則前2種被認可；英國除上述3種被認可外，還有另外6種被認可：2，3，5，6-四氯代-4-（甲基磺酰）吡啶（TCMSpyridine）、（2-硫氰甲基硫）苯駢噻唑（TCMCB）、2，4，5，6-四氯代間苯二氰（Chlorothalonil）、3-（3，4-二氯代苯基）-1，1-二甲脲（Diuron）、乙撐聯(lián)二硫代氨基甲酸鋅（Zineb）和N，N-二甲基-N’-苯基（N’-氟代二氯化甲基硫代磺酰胺）（Dichlorofluamid）；而日本造船研究協(xié)會認可了英國認可9種中的8種（對TCMCB未予認可），再外加三苯基硼吡啶絡(luò)合物（KH101）、2，4，6-三氯代苯基順丁烯二酰亞胺、福美鋅（Ziram）、福美雙（Thiram）、丁基氨基甲酸3-碘代-2-丙炔脂、N-（氟代二氯化甲基硫）苯鄰二甲酰亞胺和二碘代甲基-對-甲苯基磺內(nèi)酯。
　　上述防污劑通過毒殺附著在基材表面的生物孢子或幼蟲，以達到防污目的，但也存在一些問題：有研究證實浮游藻類海生物對Irgarol1051沒有抵抗力，對于珊瑚，破壞了它們內(nèi)共生微藻；而對SeaNine211、百菌清、敵草隆、苯氟磺胺、代森錳和福美鋅的研究顯示出強烈的雌激素響應(yīng)。
　　　　雖然氧化亞銅與上述有機防污劑復合使用后，防污涂料表現(xiàn)出廣譜的防污效果，然而銅是重金屬元素，在海水中積聚過多容易產(chǎn)生“黑色污染“，近幾年，歐洲各國開始限制銅化合物的使用。“無銅”防污劑的研制成為重要課題。
　2.天然生物防污劑
　　添加天然生物防污劑的防污涂料是近研究的重點，也是一種經(jīng)濟有效的方法。例如從桉樹、辣椒堿的天然生物，或從海洋植物、海洋動物（主要是海洋無脊椎動物）和海洋微生物中提取具有防污活性的天然產(chǎn)物。
　　目前發(fā)現(xiàn)的天然生物基本分為5類：萜類、含氮化合物、酚類、甾族、其他化合物。這些活性物質(zhì)能起麻醉、抗菌、抑制生長、殺蟲等作用，其對某一種或幾種污損海生物的防污性能有的與CuSO4相同，有的甚至效果與有機錫相似，因此前景廣闊。
　　研究發(fā)現(xiàn)：苯酸鈉和丹寧酸對甲殼蟲的幼蟲有麻醉作用，而且隨著這些化合物濃度的增大，麻醉作用加快，但將其置于新鮮海水中，它們又會蘇醒。許多海生物，如珊瑚、海綿、藻類等的代謝產(chǎn)物也具有防污性。 總的來說，將天然生物活性物質(zhì)作為防污劑應(yīng)用到防污涂料中是一種環(huán)保的方式，但由于天然生物防污劑的開發(fā)處于基礎(chǔ)階段，要想大量投入市場有一定的困難。其主要原因是從中分離提純后的產(chǎn)物只能有效抑制一種或幾種污損海生物，普適性差；活性物質(zhì)在海水中釋放快，使用壽命短，所以研究人工合成防污劑，成為一個重要方向。
　3.新型人工合成防污劑
　　人工合成防污劑目前主要有兩個方面：一方面，人工合成復制或在樹脂中引入防污官能團；另一方面，采用諸如結(jié)構(gòu)新穎的納米防污劑，人工設(shè)計環(huán)境友好型高效防污涂料。由于人工合成防污劑具有天然提取物的優(yōu)點，又有取材方便、經(jīng)濟有效的特點，吸引了大批研究者。 吲哚類化合物作為一類重要的雜環(huán)化合物，大多具有生物活性。3-二甲胺基吲哚又名蘆竹堿，對某些生物具有抑制作用，它通過對生物體內(nèi)的Ca2+濃度造成影響，從而起到防污作用。本課題組在吲哚基礎(chǔ)上制備了蘆竹堿，并合成了一系列N-取代化合物，通過FTIR（傅里葉變換紅外光譜）、NMR（核磁共振）等對化合物的結(jié)構(gòu)進行表征，通過抑菌試驗，發(fā)現(xiàn)合成的化合物對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌具有抑菌作用；通過實海掛板發(fā)現(xiàn)其具有較好的防污性。
　　硫化合物以其特有的化學性質(zhì)在殺菌防污領(lǐng)域占據(jù)重要地位，其中二硫代酰胺類化合物具有廣譜殺菌性，目前對它的研究較少。 有些樹木受昆蟲侵襲生成蟲癭，蟲癭中50%~70%的成分是單寧酸，人們發(fā)現(xiàn)單寧酸對微生物和真菌有抑制作用，所以將其作為防污劑用于防污涂料。單寧酸分為縮合單寧酸和水解單寧酸，縮合單寧酸是一類黃酮類聚合物，不宜被水解，這種特殊的化學結(jié)構(gòu)使它能與二價陽離子結(jié)合，形成丹寧酸鹽。這類單寧酸鹽能與蛋白質(zhì)和其它大分子反應(yīng)，由于具有這一特性，被用作抗菌劑。

納米TiO2也是一種新型抗菌劑，對大腸桿菌、金黃色葡萄球菌等菌種有長效的殺菌效果，納米TiO2在抗菌涂料中的應(yīng)用目前已有大量報道。納米銀核大小在10~26nm、二氧化硅殼厚度在15~30nm，具有良好的防腐、防污性。

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