面向卫浴家具的疏水木材研究
发布时间：2020-04-08 10:39
【摘要】：以聚丙烯蜡和纳米SiO_2为疏水改性材料,对速生杨木进行疏水处理,制备高性能卫浴家具材料。经过疏水处理后,所制备的疏水木材与杨木素材相比其耐污染性、耐酸碱腐蚀性、耐干湿热性、吸水率、力学性能、耐磨性和其他理化性能均得到不同改善和提高,可以满足卫浴家具对材料性能的要求。首先采用单因素试验考察纳米SiO_2添加量、处理温度、处理时间和热压温度对疏水木材接触角的影响,确定各因素的范围。再采用正交实验研究各工艺因子对接触角的影响。结果表明:当纳米SiO_2添加量=1%、处理时间=30 min、处理温度=140℃、热压温度=125℃时,木材的疏水性能最佳,接触角达到139.6°。通过对疏水木材表面微观形貌和XRD分析表明:木材表面孔隙被疏水材料堵塞,疏水木材表面形成了可以捕捉大量空气的微纳米级别类似花状结构的孔隙粗糙度,缩小了水滴与木材接触时的表面积,赋予了木材疏水性能。疏水木材仍具有木质纤维素的衍射特征,表明了处理过程未对木材的结晶结构造成破坏;疏水木材表面出现了纳米SiO_2结晶峰,说明了纳米SiO_2较好的渗入了木材内部,构成了疏水木材微纳米粗糙结构。参照GB/T 24977-2010《卫浴家具》5.4.1的规定对卫浴家具用疏水木材的耐污染性、耐酸碱腐蚀性、耐干湿热性和抗冲击力等性能进行研究,性能均达到各项标准规定,满足卫浴家具的使用要求。通过对疏水木材吸水率、力学性能等进行研究,结果显示:疏水木材的24 h吸水率仅为9.79%、极限吸水率仅为19.57%;疏水木材的气干密度、端面硬度、抗弯强度、顺纹抗压强度和弹性模量分别为0.86 g/cm3、3423.1 N、108.545/MPa、52.919/MPa和 12.712/GPa。通过对疏水木材的自清洁性能、耐磨性、胶合性能和防霉性能等研究发现,疏水木材表面具有自清洁功能;疏水木材在30个摩擦周期后接触角仍保持在130°以上,具有良好的耐磨性能;且疏水木材胶合剪切强度达8.82 MPa,木破率为79%,具有较好的胶合性能;疏水木材在持续潮湿环境下,具有较好的防霉性能。以疏水木材为原材料,进行了卫浴柜样品方案设计和制作,并对其制作过程进行了详细记录。
【图文】：
１．２．１．１层层自组装法逡逑层层自组装法是利用膜层之间弱的分子间作用力而交替沉积，从而自发地缔逡逑合形成结构完整、性能稳定、具有某种特定功能材料的过程［１３１，其原理如图１－３逡逑所示。层层自组装法制备疏水木材主要特点在于操作过程可控，易于操作，设备逡逑简单，适合于各类基底材料，商业价值较高。逡逑：７￣逡逑－ｉＨ＇各－：邋＞邋．逦．邋ｉ逡逑ｒｐ，＾％：逦＼邋Ｉ邋Ｕ＇－邋ｌ邋，＾＞＜ｒ逡逑．邋ｂｋ－邋－ｏ＇邋Ｗ逡逑ｘ、广逦ｍｍ逡逑￣＾邋？十‘邋？二？二：嫩微逡逑＊邋材逦１邋快速涂“逦＋邋八硫？逦ＴＡ－Ｆ？－／Ａｇ／木材逡逑图〗－３层层自组装法制备疏水木材的示意图逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｔｈｅ邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｌａｙｅｒ邋ｂｙ邋ｌａｙｅｒ邋ｓｅｌｆ．ａｓｓｅｍｂｌｙ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑图片来源：谷歌学术逡逑赵昕悦等Ｕ４］采用层层自组装法将杨木反复分别浸渍丁？蒸馏水、｜Ａｊ＿、乙酚、逡逑三羟甲基氨基甲烷、盐酸多巴胺、纳米Ｓｉ０２、十七癸基三乙氧傶砘烷等试剂屮，逡逑制备出的超疏水木材的接触角可达１５４。。张国ｌＷ５１以杨木为堆材，采川辰层丨：１组逡逑装法在静电吸附作用下，借助聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠，，将＋邋Ｈ的允机纳米逡逑粒子负载于木材表面形成疏水膜层，所得疏水木材的接触角＂丨以达到１４０°以丨％逡逑３逡逑
包括强酸／碱或有机溶剂，高温水煮，超声波清洗和紫外线老化等。逡逑１．２．１．２表面；余覆逡逑涂覆法是一种在基材表面进行简单涂刷、喷涂、滴涂的方法，其原理如图１－４逡逑所示，可适用于不同的基底材料。此方法具有操作工艺简单，涂覆效率高、成本逡逑低廉等特点。因此，可以广泛应用于疏水材料制备。逡逑Ｈｉ邋Ｈｒｌ逡逑，幕Ｊ邋灥一v嵋诲澹澹澹苠义希簦榱睿咤义贤迹保幢砻嫱扛卜ㄖ票甘杷静牡氖疽馔煎义希疲椋珏澹保村澹裕瑁邋澹樱悖瑁澹恚幔簦椋沐澹洌椋幔纾颍幔礤澹铮驽澹螅酰颍妫幔悖邋澹悖铮幔簦椋睿珏澹恚澹簦瑁铮溴义贤计丛矗汗雀柩蹂义瞎谔锏龋咧票噶艘恢值曰旌辖海渑缤吭谀静谋砻妫静慕哟ソ谴镥义希保担
本文编号：2619244
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１．２．１．１层层自组装法逡逑层层自组装法是利用膜层之间弱的分子间作用力而交替沉积，从而自发地缔逡逑合形成结构完整、性能稳定、具有某种特定功能材料的过程［１３１，其原理如图１－３逡逑所示。层层自组装法制备疏水木材主要特点在于操作过程可控，易于操作，设备逡逑简单，适合于各类基底材料，商业价值较高。逡逑：７￣逡逑－ｉＨ＇各－：邋＞邋．逦．邋ｉ逡逑ｒｐ，＾％：逦＼邋Ｉ邋Ｕ＇－邋ｌ邋，＾＞＜ｒ逡逑．邋ｂｋ－邋－ｏ＇邋Ｗ逡逑ｘ、广逦ｍｍ逡逑￣＾邋？十‘邋？二？二：嫩微逡逑＊邋材逦１邋快速涂“逦＋邋八硫？逦ＴＡ－Ｆ？－／Ａｇ／木材逡逑图〗－３层层自组装法制备疏水木材的示意图逡逑Ｆｉｇ邋１－３邋Ｔｈｅ邋Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ邋ｄｉａｇｒａｍ邋ｏｆ邋ｌａｙｅｒ邋ｂｙ邋ｌａｙｅｒ邋ｓｅｌｆ．ａｓｓｅｍｂｌｙ邋ｍｅｔｈｏｄ逡逑图片来源：谷歌学术逡逑赵昕悦等Ｕ４］采用层层自组装法将杨木反复分别浸渍丁？蒸馏水、｜Ａｊ＿、乙酚、逡逑三羟甲基氨基甲烷、盐酸多巴胺、纳米Ｓｉ０２、十七癸基三乙氧傶砘烷等试剂屮，逡逑制备出的超疏水木材的接触角可达１５４。。张国ｌＷ５１以杨木为堆材，采川辰层丨：１组逡逑装法在静电吸附作用下，借助聚乙烯亚胺和聚苯乙烯磺酸钠，，将＋邋Ｈ的允机纳米逡逑粒子负载于木材表面形成疏水膜层，所得疏水木材的接触角＂丨以达到１４０°以丨％逡逑３逡逑
包括强酸／碱或有机溶剂，高温水煮，超声波清洗和紫外线老化等。逡逑１．２．１．２表面；余覆逡逑涂覆法是一种在基材表面进行简单涂刷、喷涂、滴涂的方法，其原理如图１－４逡逑所示，可适用于不同的基底材料。此方法具有操作工艺简单，涂覆效率高、成本逡逑低廉等特点。因此，可以广泛应用于疏水材料制备。逡逑Ｈｉ邋Ｈｒｌ逡逑，幕Ｊ邋灥一v嵋诲澹澹澹苠义希簦榱睿咤义贤迹保幢砻嫱扛卜ㄖ票甘杷静牡氖疽馔煎义希疲椋珏澹保村澹裕瑁邋澹樱悖瑁澹恚幔簦椋沐澹洌椋幔纾颍幔礤澹铮驽澹螅酰颍妫幔悖邋澹悖铮幔簦椋睿珏澹恚澹簦瑁铮溴义贤计丛矗汗雀柩蹂义瞎谔锏龋咧票噶艘恢值曰旌辖海渑缤吭谀静谋砻妫静慕哟ソ谴镥义希保担
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