基于表面微納結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的超疏水木材制備與作用機(jī)制
發(fā)布時(shí)間:2020-12-03 11:05
木材表面仿生構(gòu)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(dǎo)致的變形、開裂、腐朽、霉變、變色、降解等一系列問(wèn)題,同時(shí)還可以賦予木材抗菌、阻燃、導(dǎo)電、磁性、微波吸收等功能,對(duì)木材的高附加值利用和功能化拓展具有重要的研究?jī)r(jià)值和實(shí)際意義。但是超疏水涂層機(jī)械與化學(xué)穩(wěn)定性差是制約超疏水木材實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵問(wèn)題。本研究基于“荷葉效應(yīng)”仿生學(xué)原理,以木材自身的粗糙結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ),通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和界面調(diào)控,在木材表面構(gòu)建不同微納層級(jí)粗糙結(jié)構(gòu),獲得具有機(jī)械耐磨和化學(xué)耐久性的超疏水木材。研究超疏水涂層與木材基質(zhì)的界面結(jié)合與調(diào)控機(jī)理,涂層表面穩(wěn)固微納米粗糙結(jié)構(gòu)的構(gòu)建方式;探討不同微納層級(jí)粗糙結(jié)構(gòu)對(duì)木材表面超疏水性能的影響,解析超疏水作用機(jī)制。論文主要結(jié)論如下:(1)低能成分直接修飾木材天然結(jié)構(gòu),可實(shí)現(xiàn)整體高疏水性。在木材細(xì)胞壁接枝長(zhǎng)鏈烷基制備整體高疏水木材,橫切面水接觸角150°,滾動(dòng)角13°-38°;縱切面水接觸角140°,滾動(dòng)角大于90°。疏水性能貫穿木材整個(gè)結(jié)構(gòu),具有優(yōu)異的耐磨性和化學(xué)耐久性,經(jīng)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(gòu)建表面微納...
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:193 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
自然界中的超疏水現(xiàn)象以及表面微觀結(jié)構(gòu)(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(shí)際上并不存在表面絕對(duì)光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤(rùn)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(shí)際上并不存在表面絕對(duì)光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤(rùn)濕性,??4??
【參考文獻(xiàn)】:
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(jiān). 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 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(rùn)濕性材料的油水分離[J]. 李文濤,雍佳樂(lè),楊青,陳烽,方瑤,侯洵. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 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(dǎo)報(bào). 2016(19)
[6]材料表面可逆潤(rùn)濕性行為研究進(jìn)展[J]. 高正鑫,王成毓. 科技導(dǎo)報(bào). 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(dǎo)報(bào). 2016(19)
[8]基于軟印刷技術(shù)的竹材表面仿制荷葉超疏水結(jié)構(gòu)[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[9]仿生超疏水導(dǎo)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(dǎo)報(bào). 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(xué)報(bào). 2016(05)
本文編號(hào):2896309
【文章來(lái)源】:北京林業(yè)大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁(yè)數(shù)】:193 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:博士
【部分圖文】:
自然界中的超疏水現(xiàn)象以及表面微觀結(jié)構(gòu)(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(shí)際上并不存在表面絕對(duì)光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤(rùn)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(shí)際上并不存在表面絕對(duì)光滑的固體,1936年,為了解釋粗糙表面的潤(rùn)濕性,??4??
【參考文獻(xiàn)】:
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(jiān). 西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)). 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(rùn)濕性材料的油水分離[J]. 李文濤,雍佳樂(lè),楊青,陳烽,方瑤,侯洵. 物理化學(xué)學(xué)報(bào). 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(dǎo)報(bào). 2016(19)
[6]材料表面可逆潤(rùn)濕性行為研究進(jìn)展[J]. 高正鑫,王成毓. 科技導(dǎo)報(bào). 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(dǎo)報(bào). 2016(19)
[8]基于軟印刷技術(shù)的竹材表面仿制荷葉超疏水結(jié)構(gòu)[J]. 王發(fā)鵬,李松. 科技導(dǎo)報(bào). 2016(19)
[9]仿生超疏水導(dǎo)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(dǎo)報(bào). 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(xué)報(bào). 2016(05)
本文編號(hào):2896309
本文鏈接:http://www.wukwdryxk.cn/projectlw/hxgylw/2896309.html
最近更新
教材專著