二甲基二氯硅烷构建超疏水木材的研究开题报告

1. 研究目的与意义

木材具有天然的美丽花纹、光泽和颜色，它质轻而强度大，且易于加工，同时又是良好的热、电绝缘材料，常用来制作建材、家具、工艺品等，与人类的生活息息相关。但由于木材易受周围的环境影响发生干缩湿胀、尺寸变化、腐朽变色，这些缺陷限制了木材的使用范围和使用寿命。本课题采用一种新颖的方法对木材进行疏水改性，将木材进行抽真空处理，通入具有疏水性的二甲基二氯硅烷气体，对木材进行疏水改性，以解决木材在加工或使用时因吸水性而产生开裂、变形等缺陷，可大大延长木材的使用寿命和增加其附加值。

2. 国内外研究现状分析

目前，用于木材表面疏水处理的方法有：浸渍法、模板印刷法、气相沉积法、水热法、等离子体法、乙酰化法、溶胶凝胶法等。

溶胶-凝胶法：主要是利用高化学反应活性的化合物作为前驱体，在一定条件下水解、醇解或聚合反应生成均匀、稳定的溶胶体系。weimin wu采用溶胶-凝胶法在木材表面涂布二氧化硅涂层，发现此时的涂层是疏松多孔，且牢固性差，然后分别采用氨处理和六甲基二硅氮烷（hmds）对表面涂层进行固化与修饰。发现具有良好的疏水性能，同时红外结果表明：hmds处理后，粉末在848cm^-1处出现新的吸收峰，归属于-si-ch₃吸收峰。因此实验过程中我们很难控制形成孔洞的尺寸大小及孔结构的分布情况。

热处理法：wei gao将毛白杨在180度中处理1到4h时后，发现接触角与处理时间相关性显著，热处理４ｈ接触角达125度。红外光谱图显示与杨木表面疏水性能相关的两大亲水官能团羟基(-oh)与羰基(c＝o)随时间延长呈下降趋势，说明官能团影响较大。同时，通过形貌观察，表面随热处理反应的进行，表面有结痂现象，且随处理时间的延长开裂为极小的颗粒，这些痂层和颗粒亲水集团含量较小，形象尺寸在微米以下，也是引起疏水的原因。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：

1.预处理：将试件放入真空反应釜中进行抽真空处理，以除去木材表面和内部导管内多余的水分与杂质，打通木材孔隙通道。

2.疏水改性处理：抽真空处理后，容器内处于负压状态，此时通入二甲基二氯硅烷气体（dmdcs），使dmdcs气体充满整个密闭容器，渗入到木材内部。通入水蒸气，水蒸气与dmdcs气体发生水解反应，将木材内具有疏水性的dmdcs气体固化。

4. 研究创新点

目前对于木材疏水改性的研究很多,但大多数是针对木材表面进行疏水处理,本课题利用二甲基二氯硅烷气体对木材进行疏水改性处理,使改性剂填充到木材内部,可以提高全材的疏水性。并且实验操作简单，成本低。