本项目利用海洋化工研究院在国内率先研究、开发成功的"喷涂聚脲弹性体技术(SPUA)",在潜艇、水下机器人等运动物体表面,形成一种模拟海洋哺乳动物表皮和皮下组织结构。即以高强度、抗撕裂的聚脲弹性体材料作为仿表皮层,以低模量、高回弹的聚脲弹性体材料作为类脂肪层,通过两者的应力、应变匹配,达到降低流体阻力的作用,材料在制备和使用过程中对环境不产生污染。研究聚脲材料的合成条件、表皮及类脂肪材料的制备工艺、结构表征以及与减阻性能之间的关系。该项目对国防和国民经济建设都有着重大意义。
本项目以喷涂聚脲弹性体技术为依托,开展了水下航行器壳体贴覆用新型高聚物仿生减阻涂层的研究工作。主要使用低不饱和度聚氧化丙烯醚多元醇和2,4'-二苯基甲烷二异氰酸酯合成NCO含量为11-12%的预聚物作为A组分;设计降低的异氰酸酯指数,调节长链端氨基聚醚的用量,引入聚己内酯,将位阻型仲胺扩链剂、分散助剂等原料混合成B组分,制备出模量极低但富有粘弹性的仿皮下脂肪层;选择聚氧化丙烯醚多元醇和上述二异氰酸酯合成NCO含量为13-14%的半预聚体作为A组分,在B组分中引入脂环族仲胺扩链剂,制备出低模量、高延伸性的柔性表皮层。通过高温高压对撞式混合设备喷涂到物体表面,形成两层性能不同、结构各异的仿生减阻涂层。该涂层具有附着力好、无毒无味、易成型、涂层致密等特点,固化后的涂层密度仅为1.00±0.02g/cm3。经中国船舶科学研究中心国防科技水动力学国家重点实验室平板阻力检测该涂层在10m/s的水速下能有效减阻6-7%,而且固化后的涂层柔韧性和伸长率均较好。经高速水动力实验室水下1-9m/s拖曳实验验证,聚脲仿生减阻涂层具有良好的力学性能、实用性能和一定的减阻效果。