一种船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法技术

一种船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法，本发明专利技术目的是为了解决现有检测方法难以对防污涂料中的防污剂定位测量的问题。检测方法：一、以船舶用功能涂料中的防污剂作为化学标准物；二、采用拉曼光谱仪对化学标准物进行拉曼测定，确定追踪峰；三、利用拉曼光谱仪对功能涂料进行检测，对标定点进行拉曼单窗口测试，获得不同标定点的追踪峰强度；四、在海水环境中浸泡，对腐蚀后相同位置的标定点进行拉曼单窗口测试；五、基于光学原理，通过调整光学三原色RGB数值调整浓度范围，将腐蚀前后测得的追踪峰强度转化为颜色浓度信息。本发明专利技术的可视化检测方法能够实现原位置点测量，检测结果可视化程度高，防污剂动态释放前后过程直观展现。观展现。观展现。

【技术实现步骤摘要】
一种船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法


[0001]本专利技术属于拉曼光谱分析检测
，具体涉及一种利用拉曼光谱检测功能涂料关键组分(防污剂)动态释放的可视化方法。

技术介绍

[0002]“建设海洋强国”背景下，海洋工程和国防武器等装备表面功能涂料关键组分检测是其长周期安全服役的重要保障。以防污涂料为例，该涂料的应用能很大程度上缓解生物污损的影响，通过缓慢的毒剂释放来达到消灭海洋污、损生物的目的，是最为经济高效的措施之一。其中，防污剂是防污涂料的重要组成部分，是功能实现的主体部分。防污涂料中金属防污剂动态释放是防污性能的关键基础技术。然而，目前针对防污涂料中防污剂的释放规律研究较少。
[0003]拉曼光谱法信号来源于分子的振动和转动，能够提供详细的分子振动信息，具有非破坏性和精细如“指纹”式的分辨能力，应用简单，测量迅速，重复性好，因而广泛应用于表面无损检测。不同物质分子结构不同，具有不同的拉曼特征光谱，因而可以进行物质的定性分析。目前船舶用功能涂料关键组分(防污剂)的拉曼光谱可视化表征研究较少，亟待研究解决。

技术实现思路

[0004]本专利技术目的是为了解决现有检测方法难以对防污涂料中的防污剂定位测量的问题，而提供一种船舶用功能涂料防污剂动态释放可视化检测方法。
[0005]本专利技术船舶用功能涂料防污剂动态释放可视化检测方法按照以下步骤实现：
[0006]一、以船舶用功能涂料中的防污剂作为化学标准物；
[0007]二、采用拉曼光谱仪对化学标准物进行拉曼测定，选取化学标准物中独有的化学键拉曼特征谱峰波数作为追踪峰；
[0008]三、利用拉曼光谱仪对船舶用功能涂料进行检测，在船舶用功能涂料表面选取多个标定点，相邻标定点的间距相同，对标定点进行拉曼单窗口测试，获得不同标定点的追踪峰强度；
[0009]四、在海水环境中浸泡带有标定点的船舶用功能涂料进行腐蚀处理，对腐蚀后相同位置的标定点进行拉曼单窗口测试，然后将追踪峰强度进行高斯拟合，获得更显著峰型并进行峰值统计；
[0010]五、基于光学原理，通过调整光学三原色RGB数值调整浓度范围，将步骤三腐蚀前和步骤四腐蚀后测得的追踪峰强度转化为颜色浓度信息，从而可视化防污涂料中防污剂动态释放的浓度变化。
[0011]本专利技术利用拉曼光谱检测防污涂料防污剂动态释放的方法，通过建立防污剂浓度
‑
颜色关联模型以可视化其动态释放前后浓度变化。
[0012]本专利技术利用拉曼光谱仪对防污剂标准物进行拉曼测定，以选定防污涂料中防污剂
拉曼光谱化学键特征峰位置作为防污剂追踪峰。再利用拉曼光谱对防污涂料样品进行检测，表面选取相同间距的标定点，在海水环境中浸泡进行腐蚀，腐蚀前后相同位置点进行拉曼单窗口测试，将追踪峰强度进行高斯拟合统计并将腐蚀前后追踪峰强度进行对比。将所获得的拉曼峰值信号基于光学原理转化为颜色浓度信息，以可视化形式展现防污涂料中防污剂动态释放前后浓度变化。
[0013]本专利技术利用拉曼光谱检测防污涂料防污剂动态释放的方法包括以下有益效果：
[0014](1)本专利技术操作简单，检测样品易制作，拉曼信号收集时间短。
[0015](2)实现原位置点测量，检测结果可视化程度高，防污剂动态释放前后过程直观展现。
[0016](3)结合(手持)拉曼仪器能够适用于工业生产现场检测。
[0017](4)本专利技术不仅可以对局部位置关键组分进行跟踪分析，还能对一定区域不同标定点在腐蚀前后进行定量可视化研究。
附图说明
[0018]图1为实施例中利用拉曼光谱测试吡啶硫酮锌标准物及防污涂料的谱图；
[0019]图2为实施例中防污涂料腐蚀前后拉曼光谱标记点位置及坐标；
[0020]图3为实施例中利用拉曼光谱测试腐蚀前后标定点追踪峰强度对比图，其中
■
代表腐蚀前，
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代表腐蚀后；
[0021]图4为实施例中基于光学原理实现腐蚀前标定点追踪峰强度与颜色浓度转化图；
[0022]图5为实施例中基于光学原理实现腐蚀后标定点追踪峰强度与颜色浓度转化图。
具体实施方式
[0023]具体实施方式一：本实施方式利用拉曼光谱检测防污涂料防污剂动态释放的方法按照以下步骤实施：
[0024]一、以船舶用功能涂料中的防污剂作为化学标准物；
[0025]二、采用拉曼光谱仪对化学标准物进行拉曼测定，选取化学标准物中独有的化学键拉曼特征谱峰波数作为追踪峰；
[0026]三、利用拉曼光谱仪对船舶用功能涂料进行检测，在船舶用功能涂料表面选取多个标定点，相邻标定点的间距相同，对标定点进行拉曼单窗口测试，获得不同标定点的追踪峰强度；
[0027]四、在海水环境中浸泡带有标定点的船舶用功能涂料进行腐蚀处理，对腐蚀后相同位置的标定点进行拉曼单窗口测试，然后将追踪峰强度进行高斯拟合，获得更显著峰型并进行峰值统计；
[0028]五、基于光学原理，通过调整光学三原色RGB数值调整浓度范围，将步骤三腐蚀前和步骤四腐蚀后测得的追踪峰强度转化为颜色浓度信息，从而可视化防污涂料中防污剂动态释放的浓度变化。
[0029]本实施方式步骤一中防污剂追踪峰的选取标准也可通过分子模拟软件(Gaussian)确定。
[0030]本实施方式步骤二中选取化学标准物中独有的化学键拉曼特征谱峰波数作为追
踪峰，即所选取的追踪峰是防污涂料中其它组分不含的拉曼谱峰。
[0031]具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是步骤一所述的防污剂为氧化亚铜、硫氰酸亚铜、吡啶硫酮锌或者吡啶硫酮铜。
[0032]具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是步骤三中相邻标定点的间距为1～5μm。
[0033]具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式三不同的是相邻标定点的间距为1～2μm。
[0034]具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是步骤四中在海水环境中浸泡带有标定点的防污涂料的时间为8～24h。
[0035]具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式五不同的是步骤四中在海水环境中浸泡带有标定点的防污涂料的时间为12h。
[0036]具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是步骤五中追踪峰强度越高，转化的颜色越深。
[0037]具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式七不同的是步骤五中颜色浓度信息由光学灰度或单色颜色浓度呈现。
[0038]具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是步骤五中建立拉曼信号强度
‑
浓度关联模型以可视化其动态释放前后浓度变化，该关联模型如公式(1)所示：
[0039][0040]I为光学系统所收集到的样品表面拉曼信号强度，K为分子的拉曼散射截面积，Φ为样品表面的激光入射功率，C代表防污剂的浓度，k、k
’
分别是入射光和散射光本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法，其特征在于该防污剂动态释放可视化检测方法按照以下步骤实现：一、以船舶用功能涂料中的防污剂作为化学标准物；二、采用拉曼光谱仪对化学标准物进行拉曼测定，选取化学标准物中独有的化学键拉曼特征谱峰波数作为追踪峰；三、利用拉曼光谱仪对船舶用功能涂料进行检测，在船舶用功能涂料表面选取多个标定点，相邻标定点的间距相同，对标定点进行拉曼单窗口测试，获得不同标定点的追踪峰强度；四、在海水环境中浸泡带有标定点的船舶用功能涂料进行腐蚀处理，对腐蚀后相同位置的标定点进行拉曼单窗口测试，然后将追踪峰强度进行高斯拟合，获得更显著峰型并进行峰值统计；五、基于光学原理，通过调整光学三原色RGB数值调整浓度范围，将步骤三腐蚀前和步骤四腐蚀后测得的追踪峰强度转化为颜色浓度信息，从而可视化防污涂料中防污剂动态释放的浓度变化。2.根据权利要求1所述的船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法，其特征在于步骤一所述的防污剂为氧化亚铜、硫氰酸亚铜、吡啶硫酮锌或者吡啶硫酮铜。3.根据权利要求1所述的船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视化检测方法，其特征在于步骤三中相邻标定点的间距为1～5μm。4.根据权利要求3所述的船舶用功能涂料中防污剂动态释放可视...

【专利技术属性】
技术研发人员：齐建涛，朱永强，王宁，王瑜，胡娜，
申请(专利权)人：中国石油大学华东，
类型：发明
国别省市：