基于表面微納結構設計的超疏水木材制備與作用機制
發(fā)布時間:2020-12-03 11:05
木材表面仿生構建超疏水涂層,能有效地降低木材與水分之間的互相作用,避免木材因吸水而導致的變形、開裂、腐朽、霉變、變色、降解等一系列問題,同時還可以賦予木材抗菌、阻燃、導電、磁性、微波吸收等功能,對木材的高附加值利用和功能化拓展具有重要的研究價值和實際意義。但是超疏水涂層機械與化學穩(wěn)定性差是制約超疏水木材實際應用的關鍵問題。本研究基于“荷葉效應”仿生學原理,以木材自身的粗糙結構為基礎,通過結構設計和界面調控,在木材表面構建不同微納層級粗糙結構,獲得具有機械耐磨和化學耐久性的超疏水木材。研究超疏水涂層與木材基質的界面結合與調控機理,涂層表面穩(wěn)固微納米粗糙結構的構建方式;探討不同微納層級粗糙結構對木材表面超疏水性能的影響,解析超疏水作用機制。論文主要結論如下:(1)低能成分直接修飾木材天然結構,可實現整體高疏水性。在木材細胞壁接枝長鏈烷基制備整體高疏水木材,橫切面水接觸角150°,滾動角13°-38°;縱切面水接觸角140°,滾動角大于90°。疏水性能貫穿木材整個結構,具有優(yōu)異的耐磨性和化學耐久性,經磨損和腐蝕后,橫切面接觸角大于145°。(2)溶膠凝膠法合成Si02納米粒子輔助構建表面微納...
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:193 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
自然界中的超疏水現象以及表面微觀結構(Wang,Liu,etal,2015)o
dx?匡??圖1-3液滴與粗糙表面的接觸邊緣示意圖。??Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?contact?edge?between?droplet?and?rough?surface.??實際上并不存在表面絕對光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤濕性,??4??
k?Ylv??固??圖1-2接觸角示意圖??Fig.?1-2?Schematic?diagram?of?contact?angle.??1.2.2.2?Wenzel?與?Cassie-Baxter?接觸角模型理論??氣if??/?/?m??A??dx?匡??圖1-3液滴與粗糙表面的接觸邊緣示意圖。??Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?contact?edge?between?droplet?and?rough?surface.??實際上并不存在表面絕對光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤濕性,??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于模板印刷法的仿生超疏水木材的研制[J]. 楊玉山,沈華杰,邱堅. 西南林業(yè)大學學報(自然科學). 2018(06)
[2]基于層層自組裝法的超疏水木材的制備[J]. 趙昕悅,姜冬梅,胡迎珠,劉曉朦,王成毓. 廣東化工. 2018(12)
[3]在木材表面制備一種穩(wěn)定且耐久的超疏水涂層的方法[J]. 郭于田,孫曉晗,許月偉,龍瑞. 廣東化工. 2018(12)
[4]基于特殊潤濕性材料的油水分離[J]. 李文濤,雍佳樂,楊青,陳烽,方瑤,侯洵. 物理化學學報. 2018(05)
[5]木材仿生超疏水功能化制備方法[J]. 劉峰,王成毓. 科技導報. 2016(19)
[6]材料表面可逆潤濕性行為研究進展[J]. 高正鑫,王成毓. 科技導報. 2016(19)
[7]木材仿生趨磁性及其超疏水性能[J]. 姚秋芳,陳逸鵬,錢特蒙,李松,金春德,孫慶豐. 科技導報. 2016(19)
[8]基于軟印刷技術的竹材表面仿制荷葉超疏水結構[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導報. 2016(19)
[9]仿生超疏水導電竹材的制備及其耐久性[J]. 李景鵬,陳玉和,吳再興,包永潔,金春德. 科技導報. 2016(19)
[10]等離子體刻蝕并沉積類金剛石膜制備超疏水木材[J]. 解林坤,王洪艷,代沁伶,杜官本. 林業(yè)工程學報. 2016(05)
本文編號:2896309
【文章來源】:北京林業(yè)大學北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:193 頁
【學位級別】:博士
【部分圖文】:
自然界中的超疏水現象以及表面微觀結構(Wang,Liu,etal,2015)o
dx?匡??圖1-3液滴與粗糙表面的接觸邊緣示意圖。??Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?contact?edge?between?droplet?and?rough?surface.??實際上并不存在表面絕對光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤濕性,??4??
k?Ylv??固??圖1-2接觸角示意圖??Fig.?1-2?Schematic?diagram?of?contact?angle.??1.2.2.2?Wenzel?與?Cassie-Baxter?接觸角模型理論??氣if??/?/?m??A??dx?匡??圖1-3液滴與粗糙表面的接觸邊緣示意圖。??Fig.?1-3?Schematic?diagram?of?contact?edge?between?droplet?and?rough?surface.??實際上并不存在表面絕對光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤濕性,??4??
【參考文獻】:
期刊論文
[1]基于模板印刷法的仿生超疏水木材的研制[J]. 楊玉山,沈華杰,邱堅. 西南林業(yè)大學學報(自然科學). 2018(06)
[2]基于層層自組裝法的超疏水木材的制備[J]. 趙昕悅,姜冬梅,胡迎珠,劉曉朦,王成毓. 廣東化工. 2018(12)
[3]在木材表面制備一種穩(wěn)定且耐久的超疏水涂層的方法[J]. 郭于田,孫曉晗,許月偉,龍瑞. 廣東化工. 2018(12)
[4]基于特殊潤濕性材料的油水分離[J]. 李文濤,雍佳樂,楊青,陳烽,方瑤,侯洵. 物理化學學報. 2018(05)
[5]木材仿生超疏水功能化制備方法[J]. 劉峰,王成毓. 科技導報. 2016(19)
[6]材料表面可逆潤濕性行為研究進展[J]. 高正鑫,王成毓. 科技導報. 2016(19)
[7]木材仿生趨磁性及其超疏水性能[J]. 姚秋芳,陳逸鵬,錢特蒙,李松,金春德,孫慶豐. 科技導報. 2016(19)
[8]基于軟印刷技術的竹材表面仿制荷葉超疏水結構[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導報. 2016(19)
[9]仿生超疏水導電竹材的制備及其耐久性[J]. 李景鵬,陳玉和,吳再興,包永潔,金春德. 科技導報. 2016(19)
[10]等離子體刻蝕并沉積類金剛石膜制備超疏水木材[J]. 解林坤,王洪艷,代沁伶,杜官本. 林業(yè)工程學報. 2016(05)
本文編號:2896309
本文鏈接:http://sikaile.net/projectlw/hxgylw/2896309.html
最近更新
教材專著