憎冰涂料的研究，第1部分 - 2022年世界杯分组表

在降雪区，冰的积累/积累是各种行业的潜在危险，包括运输、飞机/航空航天、船舶、电力传输(地线、相导体和绝缘体)、电力生产(风力涡轮机、建筑、配电、电信和农业)、汽车、户外运动设施、太阳能电池等。

由于寒冷地区的极端天气条件，在冬季的道路上驾驶时需要非常小心。冰落和积雪的积累扰乱了日常活动，有效地限制了道路运输。有大量的研究工作正在寒冷地区进行，如美国北部和加拿大，以及全球其他寒冷国家。^1、2结冰会造成危险的道路状况，阻碍道路运输。为保证正常的交通流量和更安全的流动，需要采取措施对道路上的积冰进行除冰或防冰。

除冰一词指的是冰暴发生后冰的去除或清除。另一方面，防冰系统在冰暴发生前被激活，从而防止由于冰重量和风造成的显著冰沉积过载(静态或动态)，特别是在输电线上。除冰和防冰作业都是使用机械手段(如扫帚、刷子、犁)和使用化学药剂进行的。为了清除道路上的冰雪，大量的固体和液体化学品以及磨料(如沙子)被用于除冰或防冰，统称为“除冰剂”。^3.

航空业也受到了重大影响。飞机发动机熄火后，其燃油效率和升力诊断性能会大幅下降。1998年至2007年期间，加拿大东部和俄克拉荷马州的冰暴造成了灾难性的社会经济损失。在美国，1959年至1994年期间，其他结冰事件导致140座通讯塔(40-2000英尺高)倒塌。⁴在美国，1993年至2004年间，冬季结冰导致135架飞机坠毁，171人伤亡。^5、6

在气候寒冷的地区，附着在建筑物上的冰雪会造成许多问题。输电和配电设备上的积冰可能导致机械故障或绝缘子闪络。停电阻碍了生活的正常，导致了重大的社会经济后果。农作物受损，电力线路中断，风力涡轮机和暖通空调系统也受到严重影响。当高压架空输电线路和导体结冰和积雪时，也会遇到严重的问题。在此期间，甚至电力运输和电信网络也会中断。

在通过风力涡轮机发电的情况下，冰积影响能源生产性能，并可能发生电气和机械故障。通常，大约20%的风力涡轮机位于冬季可能发生结冰事件的地点。之所以在该地区建造风力涡轮机，是因为在较低的温度下，空气密度增强，风力比标准地区高10%。^7、8高海拔地区是安装风力涡轮机生产能源的最佳地点。在高海拔地区，风速一般在前1000米每100米增加0.1米/秒。^7、8在瑞士，这些风力涡轮机场址安装在海拔约800米的地方，这些场址通常面临着极其恶劣的条件。⁸

为了高效的能源生产，需要有强有力的方法来保持风力涡轮机不结冰。其中，Markus检查了各种声称风力涡轮机的防冰性能的涂层方法。⁸这些方法包括亲水性和疏水性涂料、含氟化合物的溶胶-凝胶涂料、粘弹性橡胶以及市售的防冰产品。研究不同涂层的疏冰性能和冰粘附性的测量通常采用0°锥试验来确定涂层和冰之间的冰粘附强度。⁸目前，风力涡轮机行业采用的是传统的防冰除冰方法，即基于积冰的防冰方法。此外，除冰方法应用时，冰已经建立在风力涡轮机转子叶片表面。^7、8

被动法，也就是俗称的表面涂覆法或永久表面涂覆法(也称为“防冰”涂覆)，对防止冰附着很有用。防冰涂料能保护暴露表面，并能显著降低或消除冰附着强度。被动保护方法不需要外部电源或能源，如加热。它利用了继承的物理表面特性的优势，如低的水接触角和较小的摩擦系数，以击退冰的重量。防冰涂料价格低廉，耐用，易于应用于各种表面。

冰和固体表面之间的低附着强度定义了涂层材料的“恐冰性”。^9、10值得一提的是，没有一种材料可以完全防止冰雪在表面堆积。最常见的假设是，任何与水的化学亲和力降低的产品也应该具有较弱的冰附着强度。然而，这一理论并没有被研究者们完全接受。^{10 - 14}斋藤et al。¹⁴研究表明，基材表面粗糙度的增加会增加冰的附着力。尽管雪/冰在各种表面堆积是不可避免的，但在过去几十年里，很少有人在亲水性、疏水性和超疏水性表面上采取预防措施来减少冰的粘附。理想情况下，防止结冰而不是除冰是一种较好的解决方案，这可以通过防冰涂层来实现。在实际应用中，防冰表面的结构和化学完整性必须经得起侵蚀、磨损、紫外线辐射和其他风化条件。然而，对于商业采用的防冰材料，这些材料的工程表面必须具有成本效益，环境友好和可扩展的制造。⁷

本文综述了用于防止基材结冰的表面涂料或防冰涂料的材料，以及用于除冰和防冰的盐和化学品的作用，以及它们对受雪影响的工业的影响。此外，它还讨论了航空工业除冰操作中采用的最佳实践。它还提到了除冰剂对受污染废水的影响和回收过程所涉及的成本。

首选的防冰表面涂料和材料

关于冰粘附性测试的研究工作由来已久，可以追溯到20世纪30年代。美国国家航空咨询委员会(NACA)兰利在1930年在一个开式平流层结冰隧道中进行了定性比较。^15日16在1940年以前的早期研究中，人们使用了各种各样的测试方法来测量冰的附着力。¹⁷最初的涂层材料包括油脂、油、可溶性化合物、油漆和其他几种。1918年初，刘易斯在他的美国专利中提出了一种用于内燃机散热器系统的防冻混合物，以防止在寒冷气候下水结冰。¹⁸他提出了一种氯化钙与焦糖、葡萄糖和硼砂一起溶于水的溶液。这种混合物中的葡萄糖和焦糖溶液的目的是防止氯化钙的结晶，当化合物在水的蒸发上变成过饱和时。有人认为，这种技术可以用于各种应用，而不限于散热器系统。

1956年晚些时候，罗尔et al。探索了以硝化纤维素、乙基纤维素、醋酸纤维素和聚丁烯为基础的永久涂层材料的除冰漆配方，与树脂(如醇酸和乙烯基)和/或航空部门增塑剂相结合。¹⁹拉蒂还研究了冰对各种固体的粘附性et al。在他的发现中，金属表面的污染物大大降低了粘附性的一个重要因素，而且这种降低在金属涂层界面的区域更强。^20.对冰与基体界面附近剪切应力的详细研究表明，聚合物材料和接触的金属的黏附性能不同。该团队对冰在不同表面上的粘附性进行了关键的研究，并建立了粘附性与冰在相似表面上滑动的摩擦特性之间的直接关系。还有一些研究表明，冰对各种表面的粘附强度变化显著，在不接触的情况下，裸露的混凝土、木材、钢铁和铝具有较高的冰粘附强度。^{21 - 25日}Parameswaran^21日,22日通过桩推试验确定，从高到低的粘附顺序遵循木>混凝土>钢的模式，这是由于高多孔表面的锚固效应。²³

魏et al。²⁴从断裂试验中发现，由于钢的表面能较铝低，冰对钢的附着力较弱。^24日,25Sayward对胶粘剂材料和减少冰粘附的几种策略进行了全面的文献调查。²⁶他建议使用低表面能的涂层材料，以达到最佳的粗糙度程度，以减少冰的粘附。²⁶空气的存在被发现是粘性的一个重要污染物。表面粗糙度和纹理起着重要但次要的作用。然而，在疏水表面，增强的粗糙度可能导致空气滞留，这将损害润湿性和附着力。²⁶

为了减少冰(一种液体形式为水的粘合剂)的粘附性，应通过使其更疏水来降低基材的润湿性²⁶-这意味着表面反应性和表面力的降低，使其变成惰性，与水不相容。由此产生的较高的水接触角使其在界面处阻挡空气。在实验室尺度和大尺度上研究了各种聚合物材料在冰粘附特性上的变化，以研究其抗冰能力。几类环氧树脂、聚氨酯、硅酮等是少数著名的材料。^代谢途径

安德森研究了表面性能可控的橡胶材料中冰的粘附性et al。²⁹他们开发了几种橡胶材料的组合物，使用叔丁基-过氧化丙基作为交联剂和纯聚合物。此外，还测试了红三叶草的一种叶子三叶草的冰附着强度。与天然产品相比，叶基表面容易流失水分。研究还发现，用炭黑加固橡胶材料显著增强了冰的粘附力，揭示了聚合物材料与冰之间的润湿性和界面剪切强度之间的相关性。此外，聚合物的表面自由能随着结合强度的增加而增加。

在30个不同表面上对不同类型的叶子(如白杨、桦树、黄树、覆盆子、女士披风、timothy、白三叶草和couch)的水接触角测量表明，亲水性值“k”值小于约0.2的材料的冰粘附性较低，对应的水接触角约为90°或更高。²⁹一些分散研究^{30 -}有报道称，冰的粘附力随水接触角的增大而减小，而另一些人则发现两者之间的关系不大。^33-37理论计算和实验观察表明，低冰粘附与低渗透、低吸收能力和高表面疏水性(较高的水接触角)有关。

研究发现，合成聚合物涂层上的冰附着强度比未涂层表面低一级。很少有商业聚合物涂层显示出足够的性能，已被证明能有效地降低涂层表面的冰粘接强度。像特氟龙-4、有机硅环氧' G '和乙烯基聚合物片的全氟化膜是几种优良的涂层材料。³⁸除表面能低外，聚合物表面的高线性热系数对冰附着强度也有深远的影响。

用聚二甲基硅氧烷-双酚制备了聚碳酸酯基释冰嵌段共聚物薄膜，并对其冰粘附性能进行了研究et al。³⁹和H.H.G. Jellineket al。⁴⁰他们提到，除了材料的疏水冰附着性能外，其机械和物理性能也很重要。疏水表面对于优越的烧蚀性能至关重要。然而,实验观察^28日,9表明良好的附着力表面本身是不够的，较低的玻璃化转变温度(Tg)也很重要，它是一个衡量节段迁移率的指标。二甲基硅氧烷的含量必须在一定的重量百分比和链长范围内。黏附强度随硅氧烷含量、区块链长度以及玻璃化转变温度的变化而变化。当质量含量、Tg和区块链长度在适宜范围之外时，薄膜的流变力学性能与冰相似，粘结力降低。^28日,39岁然而，为了得到更好的结果，冰和聚合物的流变特性必须不同。聚硅氧烷(酰胺脲)是耐用防冰涂料的备选材料。基材与聚硅氧烷(酰胺脲)涂层之间的键合破坏了堆积的冰与被涂基材之间的氢键合。聚合物涂层与基板的粘附能力及其涂层在被涂表面上抑制冰形成的能力使其成为抑制飞机或其他交通工具上冰形成的合适材料。⁴⁰

聚四氟乙烯(PTFE)，在铝层下面的一种极粘附的涂层₂O_3.在草酸电解液中阳极氧化产生的基质，大大改善疏水和疏冰性能。^{第四十一条、第四十二条}为了避免PTFE的降解，它的浸渍可以在低温(320°C)下进行，这最终使铝合金的结构修改最小化。^{第四十一条、第四十二条}在磷酸制备的阳极膜中浸渍聚四氟乙烯也能产生良好的效果。这些高疏水性涂层的性能是普通特氟龙的1.15倍，并且降低了近2.5倍的冰粘附性，并在几次冰脱落事件中保持活性。^{第四十一条、第四十二条}Caroline Laforte等人。¹³建议两种不同的表面保护涂料(商业和工业)。市面上的防护表面涂层产品很容易使用，在市场上很容易买到，平均价格约为65美元/升。这些商业产品包括一些带有像油漆一样的刚性饰面，其他具有黏弹性的饰面，如橡胶和铝表面高度致密的干粉。工业类保护涂层由金属保护蜡、锂润滑脂和应用于铝表面的特氟龙涂层组成。这些涂层对于防止腐蚀也很有用。然而，研究证实，任何这两类研究都不具有确切的防冰材料性能:高效降低冰附着和持久使用寿命。这种防冰涂层不是永久性的解决方案，因为连续的除冰操作会导致表面逐渐退化。然而，使用防冰涂层可以帮助减少清除积冰所需的剪切力。在这种过程中，在表面预先形成少量冰，然后通过重力或空气动力学等外力消除附着力。⁴³

Ferrick测试了几种涂料配方以及不同的粘合剂组合，如Braycoote和Rain-X，以及填料，如MP-55和UF-8TA，不同填料/粘合剂比例，以评估SILC(穿梭冰解涂层)涂料中的冰粘附性et al。⁴⁴他们还注意到，测试表面的测量接触角在81°到143°之间。与经过静态冰剪切试验的裸金属相比，由Rain-X和MP-55混合物制成的涂层冰附着力较低。一种聚氨酯和聚四氟乙烯(聚四氟乙烯)颗粒的混合物被称为先进的防冰表面(AIS)涂层，用于在结冰风洞中防止机翼结冰。⁴⁵这些测试基板是在两个不同的翼型;一个翼型涂有AIS，另一个翼型涂有聚氨酯。所测AIS涂层透明、防水，接触角为150°，硬度为2H(铅笔硬度)。在机翼上安装了一个电加热器来模拟防冰系统。人们注意到，在进入翼型的电加热器时，与聚氨酯涂层翼型相比，ais涂层翼型上积累的冰相对较少。AIS涂层的效果在釉结冰条件下更明显，因为在聚氨酯涂层翼型上没有观察到AIS涂层翼型上的冰吸积。⁴⁵c . Antoniniet al。⁴⁶另一方面，提出了一种基于超疏水涂层的替代方法。同样，我们观察到在超疏水表面形成的孤立冰吸积表面与亲水性表面形成的致密冰吸积表面不同。这些特点的方法有助于冰制动和提高冰从基板表面有效和安全的去除。⁴⁶

除冰盐和化学品的环境和经济影响

良好的表面层摩擦可以通过化学品的应用达到更安全的道路条件。在道路上的融雪过程中，岩盐(氯化钠- nacl)在20世纪30年代首次被引入。然而，在20世纪60年代以后，使用盐来除冰成为公路维护的常规做法。^{1 - 3}通常情况下，岩盐被涂在冰/雪表面融化，作为运动的磨料。岩盐的低成本、丰富性、有效性和易于在表面扩散，使其成为除冰过程中合适的成分。¹岩盐在零下9°C(16°F)的温度下工作有效。盐能迅速软化冰，融化处理表面冰雪层总含水量的10%左右。²用岩盐除冰是一个缓慢的过程。除冰剂的基本特性必须是易溶于水并降低其冰点。一些除冰器在溶解时释放出热量，这有助于冰雪更快地融化。因此，人们正在努力研究更多的替代材料，以便从冰雪中迅速恢复。为了清理人行道和道路，我们使用了大量的除冰化学品，以确保正常交通更安全。需要同时研究和开发新的除冰材料，以提高道路条件，并解决人们对所使用的各种化学品的经济和环境影响日益增加的关切。^47-51

除了岩盐，其他一些受欢迎的盐包括氯化钙(CaCl₂)和氯化镁(MgCl₂)，亦被用作除冰剂，少量亦用作抑尘剂。然而，氯化钠是目前应用最广泛的除冰盐。除冰剂不限于不同的盐;它的范围从岩盐到尿素。⁵²为了提高效率，还在氯化钠和氯化钙中加入了抗结块剂，如普鲁士蓝、亚铁氰化钠(钠的黄普鲁士酸盐)、铬酸盐和磷酸盐。⁵³根据Field等人。^54、55研究结果表明，约有900 ~ 1000万吨NaCl, 30万吨氯化钙₂磨具每年使用一次。高速公路含盐量从每英里400磅到800磅不等。当盐被撒在积雪/冰上时，它可能会选择不同的路径。它可能溶解在融化的雪和径流中。

随着积雪融化，道路上行驶的车辆可能会将盐盐溶液溅到邻近的路边环境中，渗入土壤中，为路边植被或地下水位提供养分。在飞溅过程中，一些其他浓度较高的污染物也伴随着盐。¹地表水是复杂的生态系统;通过许多不同的研究(短期和长期)研究了盐对地表水的影响，以了解除冰作业对污染物的影响。Demers和Sage对氯化物盐的影响进行了为期两年的研究/调查，并确定了位于纽约28 N高速公路阿迪朗达克山脉中部的Rich Lake的四条支流的除冰影响。在他们的研究中，1986- 1987年施用的盐总量为44吨，1987-1988年施用的盐总量为41吨。⁵⁶他们观察到，在他们研究的四条河流的下游部分，氯含量增加了。但下游50 m和下游100 m的样品没有显著差异。富湖的氯浓度最高为3.69 mg/L，远低于淡水8.3 mg/L的平均值。⁵⁷他们还从研究中注意到，进入湖泊的盐水(雪融化后的盐基氯)在较低密度淡水以下的湖泊较深处积累，这表明氯化物在较低深度比在上层更集中。贾德也观察到了类似的结果et al。⁵⁶当时在1964-1965年的冬季，密歇根州的安阿伯市出现了大量降雪。在此期间，加盐量比平时多，大量除冰盐水流入一姐湖。在这些期间，水中的氯含量高达177毫克/升，电导率为754欧姆。⁵⁷

在对伊利湖的长期研究中，平均氯化物含量从1910年的7毫克/升增加到1964年的23毫克/升，增加了三倍。⁵⁸由于氯化物的浓度不是很高，到目前为止还没有产生任何有害影响。然而，由于在雪季使用道路盐，氯化物的持续增加会造成严重的健康问题。据估计，每年有11%的氯化物流入伊利湖水域。⁵⁸夏季氯化物含量也很高，这是由于阳离子交换将钠与土壤中的腐殖质锁住，使氯化物留在地下水底部。⁵⁸由于稀释，与大得多的湖泊相比，较小的湖泊面临着巨大的风险。⁵⁹

研究发现，钠、钙、氯离子对土壤性质有一定的影响，但道路盐污染对道路的不利影响是暂时的，氯浓度的百分比不足以保证完全停止在道路上使用盐。撒盐是减少道路积雪造成的风险的必要步骤。鲍尔斯et al。，⁶⁰在密歇根马凯特附近的美国41号高速公路上进行的一项研究显示，在融雪之后，高速公路沿线的钠含量很高。然而，土壤中的钙含量并没有充分增加，随着冬季的进展，土壤中的钙含量也在增加。即使在低温下，醋酸钠也很容易被生物降解，甲酸钠也是高度生物降解的，但它高度依赖于温度。加拿大交通部和ADI Nolan Davis公司的研究结果得出结论，甲酸钠，一种以乙酸钾为基础的化学除冰剂，比尿素和乙二醇的除冰剂更温和。尽管沙子不能降解，但它会堵塞雨水渠，通过增加侵蚀和沉积形成污染地表水。¹

实地研究表明，醋酸钙镁(CMA)是一种有机化合物，是白云石、石灰石和醋酸的粉状混合物，它与盐一样具有融化冰的能力，而且应用率较低。根据实验室结果，CAM是除冰的最佳选择之一，但这些结果还不足以进行现场调查。⁵⁸与盐和沙子的混合物相比，它能很好地与沙子混合，并附着在一起。与盐和冰相比，沙子可以提高化学物质与路面的粘附性，直到冰的融化作用开始。CMA在冻雨、较干燥的暴风雪和交通状况不佳的情况下效果较差，速度较慢。⁵⁸CMA也是一种易于生物降解的除冰剂，这使它成为一种良好的替代跑道防冰剂。然而，CAM的一个缺点是耗氧，乙酸酯的降解似乎是使用这种除冰化合物的潜在影响。^61年,62年与盐类相比，CMA对土壤的影响不同，因为它的成分与盐类不同。CMA中的醋酸离子在土壤中的流动性低于盐中的氯离子。而且它很容易被土壤微生物降解，不能保存。⁵⁸尽管CMA被认为是道路盐除冰的替代材料，但它在地表水附近并不起作用。关于道路盐对地下水的影响的文献中没有关于地下水的其他重要工作的报道。

飞机除冰剂分为四类:I型和IV型。飞机最常用的除冰液是I型，它含有乙二醇或丙二醇、水和添加剂，可以清除飞机表面累积的冰和雪。^{63 - 65}II型、III型和IV型是为防冰而开发的，它们在飞机表面形成一层保护性的防冰膜，以防止冰雪的积累。它们也含有乙二醇或丙二醇，少量的增稠剂，水和添加剂。^{63 - 66}添加剂包括缓蚀剂，阻燃剂，润湿剂，识别染料和泡沫抑制剂。在航空工业中，乙烯或丙二醇基材料被用于防冰和除冰化学品。乙二醇混合物含有10-20%的添加剂。这些添加剂含有缓蚀剂、增稠剂和表面活性剂。尤其是丙二醇可以将冰的熔点降低到-59°C(-74°F)。单独使用乙醇毒性并不大。然而，当它们与不同的除冰和防冰添加剂结合使用时，会产生慢性毒性。尿素与乙二醇结合，也用于航空工业的跑道。尿素有时也用于公路除冰应用。飞机除冰对安全旅行至关重要，但使用这种组合会向环境释放有害的除冰液。^63年,64年特恩布尔和贝文的研究证实了尿素在机场除冰应用中的破坏作用。⁶⁵他们得出结论，尿素的施用对主流水质和生态有不利影响。除了上述的基于乙二醇的除冰剂外，二甘醇也被批准作为抑制剂。然而，目前，二乙二醇基的除冰液在美国没有使用⁶⁶

美国联邦航空管理局(FAA)对航空工业/航空运输实施了具体的乘客安全法规，以使其更平稳地运行。除冰和防冰是客运和商业航空运作的强制性规定，并设有适当的排放管制，以确保乘客的安全。如果没有适当的排放控制措施，机场除冰和防冰会对水生生物和人类健康造成环境影响。在生物降解用于除冰和防冰作业的丙烯或乙二醇(即除冰液的基本化学品)的情况下，地表水/地下水(即湖泊、河流)的质量受到重大影响。在这种情况下，溶解氧水平的显著降低最终会导致鱼类死亡。然而，它不太可能发生在除冰季节，但可能发生在大气温度上升和机场仍在进行除冰作业。在此期间，雪堆融化并将化学物质释放到河流中。

在这方面，美国环境保护署(EPA)发布了一份初步数据摘要，提供有关航空运输业的信息，以及飞机和机场除冰作业所采用的最佳做法。根据自然资源保护委员会和公共公民公司诉布朗纳案(DDC 89-2980, 1997年2月4日修订)的同意法令，EPA在年降雪量最低为1英寸的约200个美国机场进行了这项研究，这些机场的除冰/防冰操作可能具有重大意义，符合EPA根据《清洁水法》第304(m)条规定的义务。⁶⁶他们希望这项研究将成为机场当局、航空公司、州和地方城市监管机构和公民团体的客观信息来源。个别航空公司和固定基地运营商(即合同服务提供商)负责飞机除冰/防冰作业。机场当局负责机场路面和所有其他公共区域的除冰/防冰工作。任何一方都需要遵守美国联邦航空局的规定。机场当局最终负责废水管理。尽管环保局制定了相关规定，但当地的州或社区官员将负责当地的水质和环境问题等。因此，机场之间的规章/许可有很大的差异。除冰/防冰是航空业日常活动顺利和安全运作的重要方面。

另一个具有挑战性的方面是处理除冰/防冰后的废水收集、容器和回收/处理程序。即使在实施了严格的规定后，大多数机场对飞机除冰/防冰液的回收效率都达到了70%。环保署还花费了2000万美元，为必要的设备和基础设施改造提供资金。即使在实施了EPA的暴雨水排放许可证法规和最佳管理实践之后，也很少有严重的环境事故报告。环保署估计，每年约有2 800万加仑(浓度50%)的飞机除冰液流入地表水。这几乎等于用水稀释前的1400万加仑ADF浓度和1260万加仑纯乙二醇，或约1亿磅生化需氧量。⁶⁶如前所述，机场和航空公司在除冰/防冰操作中有不同的操作集。它们的财务会计做法也有很大差异。由于机场所有权结构的不同和财务管理的复杂性，机场当局可能会以用户或乘客设施费的形式向航空公司或乘客征收更高的资本改进费用。⁶⁶

在确定ADF的潜在环境危害、毒性和经济影响等过程中，EPA进行了广泛的文献调查。它从各种来源收集数据，如美国空军、许可证遵守系统和有毒物质排放清单数据库、地方和其他联邦机构、美国地质调查局(USGS)、美国鱼类和野生动物管理局、加拿大环境部和加拿大联邦机构。在除冰过程中，adf附着在飞机表面，以清除或防止冰雪积累。如前所述，除非化学方法外，除雪采用机械方法或热力方法，可避免化学物质污染地表水。由于化学品在除冰和防冰过程中被广泛使用，因此在选择高速公路、交通和航空应用的材料时最多需要谨慎。一般来说，航空公司不会在公司层面追踪除冰成本;然而，航空公司会在各个机场对它们进行跟踪，所有的成本都直接归因于除冰操作。机场降落费和其他费用是直接操作费用(例如真空卡车、废水处理业务)和收集和处置ADF的资本费用(例如除冰垫、排水渠、滞留池)。⁶⁶当然，使用化学除冰/防冰剂的影响要大得多。影响包括:人类健康问题(工人和人口接触——头痛、恶心)、水生生物和野生动物、鸟类和牛与人类一样受到影响。在机场除冰和防冰作业中，地下水受到有毒有机化学物质、油脂和金属的污染。⁶⁶然而，美国环境保护署表示，并非所有在除冰和防冰行动中喷洒的液体都对美国地表水有潜在影响，因为在喷洒期间，液体有可能流失。潜在的影响只来自于喷洒在路面上的液体。EPA报告的表1列出了美国一些受雪影响的机场除冰和防冰作业产生的废水的经济影响和管理成本。⁶⁶

最终，所有上述问题都使项目在经济上更加负担。在进行进一步研究时，必须考虑到对环境安全和以前研究中使用的各种化学品的有害影响的日益关切。

确认

Flora Coating感谢Venkata Sreenivas博士和Natarajan Ganesan博士在准备本文时的帮助。

参考文献

1盐研究所(1999)《高速公路除冰安全和机动》(http://www.saltinstitute.org/30.html(访问1999年6月18日)。

2 g.g.帕斯奇卡;Ghosh、r s;道路盐中铁氰化物抗结块剂对水质的潜在影响，水环境研究,71 (6),1999, 1235 - 1239。

3 Fay, l;施欣。治理冰雪的化学品对环境的影响:知识现状，水，空气和土壤污染（2012) 223:2751 - 2770。

4 Mulherin, N.D.结构大气结冰国际研讨会的主持人，IWAIS ' 96，加拿大奇库蒂米(QC)， 6月3-6日(1996)。

5 Imse, A.丹佛(CO)落基山新闻，1月24日(2005)。

6 Menini, r;高级防冰涂料，粘附科学与技术学报25 (2011), 971 - 992．

7家长,p;风力涡轮机的防冰和除冰技术，寒区科技“，65 (1) (2011) 88 - 96。

8 Susoff m;Siegmann k;Pfaffenroth c;憎冰涂层的评价。不同涂层的筛选和粗糙度的影响，应用表面科学282 (2013) 870 - 879。

9 Sojoudi h;王,m;博世,文献;麦金利G.H.;耐用和可扩展的疏冰表面:与超疏水表面的相似和区别。软物质12日(2016) 1938 - 1963。

10 Mobarakeh L.F.;贾法里⁎r;健壮的防冰和防腐等离子聚合物涂层，寒区科技“，151 (2018) 89 - 93。

11 Lliboutry L. Traité de Glaciologie。汤姆一世，马松和西，巴黎，1964年，第228-229页。

12兰迪,m;冰粘附的研究。胶体界面科学杂志25卷,1967, 231 - 244页。

13 Laforte c;Laforte J.L.;Carriere, J.C.《固体涂层如何减少冰在结构上的附着力》，IWAIS(2009)。

14齐藤,h;Takai k;防水和防冰涂料．表面涂层国际，第80卷，no。4，1997, pp.168 - 171。

15个骑士,m;防止结冰的表面涂层的冷冻风洞试验，1930年。naca - tn - 339。

16吉尔,厕所;《防止飞机结冰危害》，1930年出版。nacatn - 345。

17 Rothrick, a;冰的粘附与飞机除冰的关系，1939。naca - tn - 723。

刘易斯，C.A.防冻化合物。美国专利1282249;1918.

19罗尔,C.J.;固定式飞机用纤维素除冰漆，Ind.Eng。化学．48 (1956) 1326 - 1327。

20 Raraty, L.E.;冰的黏附与强度特性，中华物理学报(自然科学版)。Lond。245年,(1958)。

21 Parameswaran, V.模型桩在冰中的冻结强度。可以。Geotech。J。18日(1981分裂到8 - 16个。)

22 Parameswaran, V.冰对模型桩的冻结强度。可以。Geotech。J。24岁(1987) 446 - 452。

23岁的吉田,m;Ohichi t;Konno k;冰对各种材料的粘附性。第七届寒区技术会议论文集．(1991)。

24, y;亚当森,m;冰/金属界面的断裂能。Proc, Int。光学工程学会，SPIE，贝灵汉，华盛顿州。,(1999) 126 - 135。

冰的粘附强度。研究代表123，芬兰技术研究中心，芬兰埃斯波VTT, 1982年。

26 JSayward, J.M.报告79-11，美国陆军工程兵，寒冷地区研究与工程实验室，CRREL，汉诺威，新罕布什尔州(1979)。

27兰迪,m;冰粘附的研究:I.冰对塑料的粘附，胶体与界面科学杂志第25卷第2期(1967),页231 - 244。

28耶利内克，h.h.g.;学前,h;Kittasaga,美国;Lee m .;Yokoto, R。胶体与界面科学杂志，256年,544 - 551 (1978）.

29 Lars-Olof Andersson, L.O.;Golander C.G.;冰对橡胶材料的粘附作用，粘附科学与技术学报,, 117 - 132, (1994）.

30 Croutch V.K.;哈特利,R.A.j .涂料工艺。1992，64, 41-53。

31日Petrenko视野;彭,S。可以。期刊。2003，81, 387 - 393。

32 Petrenko视野;《冰的物理学》。牛津大学出版社，纽约，1999。243 - 251页。

W.D. 33数据;Cottington R.L.;冰对疏水表面的粘附，实验室。6350号报告，海军研究实验室:阿灵顿，弗吉尼亚州，1966年。

34兰迪,m;弗赖堡,。胶体界面科学。1967，25, 231 - 244。

W.D. 35数据;Cottington R.L.;Singleterry, C.R.j .抗利尿激素。1969, 246 - 263。

36 Murase h;Nanishi k;Kogure h;Fujibayashi t;(k;Haruta, N。j:。变异较大。科学。1994，54, 2051 - 2062。

37 Kulinich S.A.;Farzaneh, M。朗缪尔2009，25, 8854 - 8856。

主席38特卡乔夫A.G.;Malyshev，副总统Kholodilnaya Tekhnika 8,15 -18(1976)。

39 Le Grand, D.G.;二甲基硅氧烷与双酚a型碳酸酯嵌段共聚物在聚碳酸酯中的表面活性，Jr .)聚合物预印本11日,442,(1970）.

聚硅氧烷(酰胺脲)防冰涂层，美国专利号:US 6,797,795 B2(2004)。

41 Menini r;Farzaneh, M. Al₂O_3./PTFE涂层保护铝表面。表面涂层技术203年,1941 - 1946,(2009）.

42 Menini r;高耐冰性铝合金涂层，寒区科技“，65 (2011) 65 - 69。

43 Antonini c;Innocenti m;角、t;马伦戈m;了解超疏水涂层对防冰系统能耗降低的影响，寒区科技“，67 (2011) 58 - 67。

44 Ferrick M.G.;菲尔特Mulherin;Haehnel R.B.;Coutermarsh,文学士学位;Durell国民生产总值;Tantillo T.J.;柯蒂斯,洛杉矶;圣克莱尔,T.L.;魏瑟静电的;卡诺,效力; Smith, T.M.; Martinez, E.C. Evaluation of Ice Release Coatings at Cryogenic Temperature for the Space Shuttle,寒区科技“，52 (2)， 224-243， (2008）.

45木村,美国;山y;Sakabe, a;足立,t;一种防止机翼结冰的新型表面涂层。SAE飞机和发动机结冰国际会议论文集，西班牙塞维利亚，2007年9月。

46 Antonini c;Innocenti m;角、t;马伦戈m;了解超疏水涂层对防冰系统能耗降低的影响，寒区科技“，67 (2011) 58 - 67。

机动车除冰盐腐蚀的国家成本。在R. Baboian(编)，腐蚀/91研讨会论文集“汽车腐蚀和保护”(第1111页)。休斯顿:NACE国际，(1992)。

48个盾牌,湄;评估公路径流成分的生物效应。美国内政部和美国地质调查局公开档案报告99-240，(1999)。

《化学除冰剂与环境》49 D’itri。博卡拉顿:刘易斯出版社，(1992)。

利夫顿顾问有限公司。选择冰雪控制材料以减轻环境影响的指南。577年砂浆材料报告。国家研究委员会，华盛顿特区。(2007)。

51史,x;费伊,l;Gallaway c;Volkening k;彼得森,M.M.;锅,t;克莱顿,a;Lawlor c;中,美国;刘,y; Nguyen, T.A. Evaluation of Alternate Anti-icing and Deicing Compounds Using Sodium Chloride and Magnesium Chloride as Baseline Deicers. Final Report for the Colorado Department of Transportation. Denver, CO. Report No.CDOT-2009-01. 2009.

52 Schraufnagel, F.G.化学除冰的污染方面，高速公路的研究记录193年,1967, 22-33。

环境保护局水质研究:1971年，公路除冰对环境的影响，水污染控制研究丛书， 11040 GKK 06/71。

54场,r;美国环境保护署关于公路除冰盐污染的环境影响和控制的研究项目，载于F. M. D 'Itrie(主编)，化学除冰剂与环境佛罗里达州博卡拉顿市:刘易斯出版公司，1992, 117 - 133页。

55场,r;Struzeski J.E.;大师们,再见;街道盐渍的水污染和相关影响，低密度地区的水污染控制:农村环境工程会议论文集，1975,317-340。

56 Demers中一段;道路除冰盐对四条阿迪朗达克溪流氯化物水平的影响，水，空气和土壤污染49岁,1990, 369 - 373。

街道除冰径流造成的湖泊分层，水的研究4, 1970年,521 - 532。

58室利罗摩克里希纳,D.M.;化学除冰剂对环境的影响，水、空气和土壤污染（2005) 166: 49。

59岁的琼斯,由P.H.;杰弗里，文学士，道路盐的环境影响，在F. M. D 'Itrie(编)，化学除冰剂和环境，佛罗里达州博卡拉顿:刘易斯出版社，1992年，第1-97页。

60凉亭,贝拉;密歇根马凯特县白松上高速公路药剂的环境影响，密歇根州的植物学家15(2)， 1976, pp. 75-89。

61 deourny, C.除冰盐的环境风险评估，世界盐研讨会荷兰海牙2,767 -770,2000。

62布伦纳,装;醋酸钙镁(CMA)对天然水体DO的影响，资源，保护和回收7，1992, 239 - 265。

63康奈尔,J.S.二;Pillard D.A.;飞机除冰液中成分化学物质毒性的比较措施，环境毒理学与化学“，19 (6),2000, 1465 - 1472。