随着海洋环境保护法规的日益严格以及人类环保意识的增强，砷、镉、铅、汞等有毒防污涂料已被大多数国家禁用，从保护环境的角度出发，无毒易脱落型防污涂料无疑是非常有发展前景的。其中，通过降低涂料表面能而得到的低表面能防污涂料以其独特的防污性能，受到人们的广泛关注，并且近年来国内加快了低表面能防污涂料的开发研究。

一般来说，低表面能防污涂料的防污性能是多种因素共同作用的结果，要进行防污性能分析及防污涂料的研制，首先要分清楚这些影响因素之间的关系及其重要性，才能抓住影响防污性能的主要矛盾、主要特征和主要关系。研究防污性能的各个因素的敏感度，从众多影响因素中找出各个因素敏感程度。本研究采用灰色关联分析法进行低表面能防污性能各因素敏感性分析，研究低表面能防污涂料的各个影响因素之间的相互关系及重要程度。为后续低表面能涂料研究提供一些参考依据。
 

1 低表面能涂料防污机理简介

1. 1 海洋生物附着机理

海洋中附着于船体的生物超过4 000种，海洋生物附着的初期是通过分泌黏液润湿被附着物体表面来实现的。分泌的黏液中常常包含一些胶核，胶核具有晶体结构，它很容易从溶液中选择性地吸附某种组成与之相似的离子而使胶核带电，胶核表层带电荷后，通过化学键合、静电作用、机械连锁或扩散作用中的一种或几种机理进行粘附。因此阻止海洋生物分泌的黏液润湿物体表面可以有效地防止海洋生物粘附，实际上不可能完全阻止海洋生物分泌的黏液润湿物体表面。但形成一个弱的附着界面，污损物可以比较轻松地通过剥离、剪切等方式从涂层表面脱落。研究发现黏液对低表面能表面的浸润性差，从而不易附着。

1. 2 低表面能防污机理

海洋中船体与海水接触为固液接触，船体表面层的分子( 原子) 和内部分子( 原子) 所处的状况不同，如图1 所示。

对于处于内部的分子( 原子) 来说，四周均为同类分子( 原子) ，这些分子( 原子) 对它的作用力是相等的，彼此互相抵消。处于表面的分子则不同，固体外部是液相，液相分子对它的吸引力远小于内部分子( 原子) 对它的吸引力。总的结果是表面层分子受到一个向内的拉力。如果把分子( 原子) 从内部迁移到表面上，则需要克服向内的拉力而做功，消耗的这部分功就储存在其表面。所以要增加体系的表面积，需要对体系做功。做功增加体系能量，但是根据能量低原理，体系表面积要取可能的小值才能保持稳定，因此液滴总是取球形稳定。但是固体表面分子( 原子) 移动困难，只能靠吸附来降低表面能，这是低表面能防污涂料防污机理的核心所在。研究表明，当涂层表面能低于2. 5 ×10 － 4 J /m2，接触角大于98°时，海洋生物就难附着。所以固体表面能越低，吸附力越小，同时固体表面液体的接触角也就越大，液体润湿固体表面的难度越大。这就不利于海洋生物分泌黏液的润湿，不利于海生物在低表面能涂料上面附着，即使附着也不牢固，在水流或其他外力作用下很容易脱落。低表面能防污涂料是基于涂料表面的物理作用，不存在毒性物质的释放损耗问题，能起到长期防污的作用。

2 低表面能涂料防污性能影响因素

低表面能防污涂料主要依赖于涂层表面的物理性能，涂料物理性质基本不受海水性质的影响，更重要的是不存在防污剂的释放损耗问题，能起到长期的防污效果。影响低表面能防污涂料防污性能的主要因素有涂层表面能、弹性模量和涂层厚度。

2. 1 表面能

表面能是影响防污涂料性能的重要因素，表面能低可以阻止海生物的初附着，根据相关文献及研究发现，相对附着力与表面能关系如表1所示。