Abstract In this paper, using one-step method of sub-surface initiated atom transfer radical polymerization (SSI-ATRP), the novel polymer brushes accompanied with structured surface were prepared on the resin base. Compared with the traditional surface initiated atom transfer radical polymerization (SI-ATRP) method, either surface chemical composition or topography was obtained through SSI-ATRP synchronously. Besides, we found that the structured polymers brush interface had better stability and long-term synergistic antifouling effect under seawater medium through soaking experiment and ocean field assay for long time. While, the bio-fouling assay results indicated that their excellent antifouling performances would be hindered by salt responsiveness of 3-sulfopropyl methacrylate potassium salt (SPMA) polymer brushes. Because it could be screened by high salt (e.g. Ca2+ or Mg2+) concentration, which decreased the hydration effect and further weakened the antifouling effect. The zwitterionic polymer (sulfobetaine methacrylate, SBMA), however, still showed excellent antifouling performances under high salt concentration since it produced stabilized ionic bonds with water molecules than those created from other hydrophilic materials. Given this, the structured zwitterionic and anionic copolymer brushes were fabricated as well, which realized the ideal stability and long-term antifouling effect under marine environment, ever high salt concentration medium. This research is of great value to marine antifouling in the long run and some other relevant fields.

中文翻译：

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亚表面引发原子转移自由基聚合制备结构化两性离子聚合物基材及其协同海洋防污研究

摘要 本文采用亚表面引发原子转移自由基聚合（SSI-ATRP）一步法，在树脂基体上制备了具有结构化表面的新型聚合物刷。与传统的表面引发原子转移自由基聚合（SI-ATRP）方法相比，通过SSI-ATRP同步获得表面化学成分或形貌。此外，我们通过长时间浸泡实验和海洋野外试验发现，结构聚合物刷界面在海水介质下具有更好的稳定性和长期协同防污效果。同时，生物污垢测定结果表明，它们优异的防污性能会受到甲基丙烯酸 3-磺基丙酯钾盐 (SPMA) 聚合物刷的盐响应性的阻碍。因为它会被高盐（如Ca2+或Mg2+）浓度筛选，降低了水化作用，进一步削弱了防污效果。然而，两性离子聚合物（磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯，SBMA）在高盐浓度下仍然表现出优异的防污性能，因为与其他亲水材料产生的离子键相比，它与水分子产生了稳定的离子键。鉴于此，还制备了结构化的两性离子和阴离子共聚物刷，在海洋环境和高盐浓度介质下实现了理想的稳定性和长期防污效果。从长远来看，这项研究对海洋防污和其他一些相关领域具有重要价值。从而降低了水化作用并进一步削弱了防污效果。然而，两性离子聚合物（磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯，SBMA）在高盐浓度下仍然表现出优异的防污性能，因为与其他亲水材料产生的离子键相比，它与水分子产生了稳定的离子键。鉴于此，还制备了结构化的两性离子和阴离子共聚物刷，在海洋环境和高盐浓度介质下实现了理想的稳定性和长期防污效果。从长远来看，这项研究对海洋防污和其他一些相关领域具有重要价值。从而降低了水化作用并进一步削弱了防污效果。然而，两性离子聚合物（磺基甜菜碱甲基丙烯酸酯，SBMA）在高盐浓度下仍然表现出优异的防污性能，因为与其他亲水材料产生的离子键相比，它与水分子产生了稳定的离子键。鉴于此，还制备了结构化的两性离子和阴离子共聚物刷，在海洋环境和高盐浓度介质下实现了理想的稳定性和长期防污效果。从长远来看，这项研究对海洋防污和其他一些相关领域具有重要价值。在高盐浓度下仍表现出优异的防污性能，因为与其他亲水材料产生的离子键相比，它与水分子产生了稳定的离子键。鉴于此，还制备了结构化的两性离子和阴离子共聚物刷，在海洋环境和高盐浓度介质下实现了理想的稳定性和长期防污效果。从长远来看，这项研究对海洋防污和其他一些相关领域具有重要价值。在高盐浓度下仍显示出优异的防污性能，因为与其他亲水材料产生的离子键相比，它与水分子产生了稳定的离子键。鉴于此，还制备了结构化的两性离子和阴离子共聚物刷，在海洋环境和高盐浓度介质下实现了理想的稳定性和长期防污效果。从长远来看，这项研究对海洋防污和其他一些相关领域具有重要价值。