第十五届全国表面工程青年学术会议

空蚀是水力机械过流部件面临的严峻挑战，传统有机防护涂层因强度-韧性矛盾、水下稳定性差等问题，难以满足长期防护需求。本文提出一种基于多维分子与构象设计的室温固化缠结增韧聚氨酯（ETPU）涂层，通过精准调控分子链构象从伸展态到蜷曲态的转变，在室温固化过程中诱导形成由链缠结、超分子相互作用（氢键、π-π堆积）和化学交联协同增强的均匀分散微相分离结构。分子动力学模拟表明，溶剂选择（BAc vs DMF）是调控分子链构象的关键，蜷曲构象显著提升了链缠结密度。所制备的ETPU-0.8涂层展现出卓越的综合力学性能：拉伸强度达58.99 MPa，韧性高达230.51 MJ m^-3，回弹率48.59%，远超传统室温固化聚氨酯。值得注意的是，ETPU-0.8在空蚀防护中首次发现了“主动防御”机制：高速摄像揭示，涂层表面的高弹性回弹诱导空泡溃灭时产生的微射流反向材料表面，从根本上减轻了对涂层的直接冲击和热烧蚀。结合其优异的抗疲劳性能和水下稳定性（吸水率<2%，480 h无水解），ETPU-0.8在240 h加速空蚀测试后质量损失仅4.1 mg，较对比样降低26倍。本研究为过流部件长效抗空蚀防护提供了全新的材料设计思路和工程化解决方案。

聚氨酯,空蚀,微射流,缠结