مروری بر پوشش های پلیمری محافظ در کاربردهای دریایی

A review on protective polymeric coatings for marine applications

چکیده

هدف اصلی مرور حاضر بحث در مورد پژوهش های اخیر بر روی پوشش های سطحی پایه پلیمری مورد استفاده در حفاظت از بیوفولینگ یا چسبندگی زیستی در محیط های دریایی بر اساس دانش موجود است که با استفاده از تصاویر، ترسیم مکانیزم ها، مدلهای ریاضی و معادلات تکمیل شده است. نیاز به مطالعات بر روی رفتار ریاضی چنین پوشش هایی مورد تاکید قرار گرفته است که عبارت است از ارزیابی کمی کارایی پوشش ها در رهاسازی جرم با استفاده از معادلات ریاضی حاوی پارامترهای مد نظر.

علاوه بر سنتز پوشش های پلیمری محافظت کننده، فهم ارتباط بین ویژگی های مواد پوشش و مکانیزم رهاسازی جرم و ضد خزه بودن نیز مهم است. در این زمینه، تلاش هایی برای ارزیابی، شبیه سازی و اندازه گیری کارایی مناسب پوشش ها به میزان برابر انجام شده است. با بررسی خواص فیزیکوشیمیایی و مکانیکی پلیمرها، رفتار چسبندگی، یکی از پیش نیاز ها برای موفقیت پوشش های پلیمری در کاربردهای دریایی است. توسعه بالقوه یک طیف وسیع از روش های مورد استفاده در ارزیابی کارایی رهاسازی جرم پوشش های پلیمری بر اساس رفتار چسبندگی ارگانیسم های چسبندگی با پوشش ها مورد بحث واقع شده است.

از تحلیل فاکتورهای موثر در کاهش کیفیت پوشش ها، مداخله محیطی به عنوان یک عامل کلیدی در تخریب کامل پوشش های پلیمری شناسائی شده است. این مقاله مروری جهات پژوهشی نوینی را به منظور بهبود کارایی چسبندگی پوشش های پلیمری برای تنه کشتی ها باز می کند که از طریق ویسکوالاستیسیته قابل تنظیم توسط افزودن پلیمرهای الاستومری (مانند پلی دی متیل سیلوکسان) درون پلیمرهای سفت (مانند رزین های اپوکسی) با و بدون استفاده از افزودنی ها، اصلاح کننده ها و پرکننده های نانو طراحی می شوند. علاوه بر آن، روش هایی نیز برای بهبود کارایی رهاسازی جرم پوشش هایی که بر اساس رفتار چسبندگی نمونه های چسبندگی زیستی متصل شده به سطح پوشش کار می کنند ارائه می شوند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

The main objective of this review is to discuss the recent research on polymer-based surface coatings contributing to the protection against marine biofouling based on the knowledge available in literature, supplemented by means of figures, mechanism illustrations, mathematical models, and equations. A need for studies on the mathematical behavior of such coatings is emphasized, composed of quantitative evaluation of foul-release performance of coatings using mathematical equations of the concerned parameters.

Apart from the synthesis of protective polymeric coatings, understanding the relationship between characteristics of coating materials and accompanying foulrelease and antifouling mechanism is important. In this regard, efforts have been made to equally evaluate, simulate, and measure the appropriate performance of the coatings. By examining the physicochemical and mechanical properties of the polymers, adhesion behavior has been found to be one of the prerequisites for the success of polymeric coatings for marine applications. The potential development of a broad spectrum of methods used to evaluate the foul-release performance of polymeric coatings depending on adhesion behavior of fouling organisms with the coatings has been discussed.

From the analysis of the factors affecting degradation of coatings, environmental interference is declared a key factor for complete degradation of polymeric coatings. This review opens up new research directions to improve the adhesion performance of polymeric coatings for ship hulls designed with tunable viscoelasticity by the incorporation of elastomeric polymers (like polydimethylsiloxane) into stiff polymers (like epoxy resins) with and without the utilization of additives, modifiers, and nano-fillers. In addition, it provides methods to improve the foul-release performance of such coatings that work on adhesion behavior of biofouling species attached to the coating surface.