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基于表面微纳结构设计的超疏水木材制备与作用机制

发布时间:2020-12-03 11:05
  木材表面仿生构建超疏水涂层,能有效地降低木材与水分之间的互相作用,避免木材因吸水而导致的变形、开裂、腐朽、霉变、变色、降解等一系列问题,同时还可以赋予木材抗菌、阻燃、导电、磁性、微波吸收等功能,对木材的高附加值利用和功能化拓展具有重要的研究价值和实际意义。但是超疏水涂层机械与化学稳定性差是制约超疏水木材实际应用的关键问题。本研究基于“荷叶效应”仿生学原理,以木材自身的粗糙结构为基础,通过结构设计和界面调控,在木材表面构建不同微纳层级粗糙结构,获得具有机械耐磨和化学耐久性的超疏水木材。研究超疏水涂层与木材基质的界面结合与调控机理,涂层表面稳固微纳米粗糙结构的构建方式;探讨不同微纳层级粗糙结构对木材表面超疏水性能的影响,解析超疏水作用机制。论文主要结论如下:(1)低能成分直接修饰木材天然结构,可实现整体高疏水性。在木材细胞壁接枝长链烷基制备整体高疏水木材,横切面水接触角150°,滚动角13°-38°;纵切面水接触角140°,滚动角大于90°。疏水性能贯穿木材整个结构,具有优异的耐磨性和化学耐久性,经磨损和腐蚀后,横切面接触角大于145°。(2)溶胶凝胶法合成Si02纳米粒子辅助构建表面微纳... 

【文章来源】:北京林业大学北京市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】:193 页

【学位级别】:博士

【部分图文】:

基于表面微纳结构设计的超疏水木材制备与作用机制


自然界中的超疏水现象以及表面微观结构(Wang,Liu,etal,2015)o

示意图,接触角,粗糙表面,示意图


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示意图,粗糙表面,液滴,示意图


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【参考文献】:
期刊论文
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[3]在木材表面制备一种稳定且耐久的超疏水涂层的方法[J]. 郭于田,孙晓晗,许月伟,龙瑞.  广东化工. 2018(12)
[4]基于特殊润湿性材料的油水分离[J]. 李文涛,雍佳乐,杨青,陈烽,方瑶,侯洵.  物理化学学报. 2018(05)
[5]木材仿生超疏水功能化制备方法[J]. 刘峰,王成毓.  科技导报. 2016(19)
[6]材料表面可逆润湿性行为研究进展[J]. 高正鑫,王成毓.  科技导报. 2016(19)
[7]木材仿生趋磁性及其超疏水性能[J]. 姚秋芳,陈逸鹏,钱特蒙,李松,金春德,孙庆丰.  科技导报. 2016(19)
[8]基于软印刷技术的竹材表面仿制荷叶超疏水结构[J]. 王发鹏,李松.  科技导报. 2016(19)
[9]仿生超疏水导电竹材的制备及其耐久性[J]. 李景鹏,陈玉和,吴再兴,包永洁,金春德.  科技导报. 2016(19)
[10]等离子体刻蚀并沉积类金刚石膜制备超疏水木材[J]. 解林坤,王洪艳,代沁伶,杜官本.  林业工程学报. 2016(05)



本文编号:2896309

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