冷等离子体疏水改性杨木表面性能研究开题报告

 2021-08-08 21:24:55

1. 研究目的与意义

木材是唯一可再生,又可多次循环利用的天然资源,但由于材料特性及其制品的生产特点,木材及其制品的使用范围和寿命颇受限制[1-3]。

随着世界经济发展减缓、全球经济危机持续蔓延和人民币升值,我国木材行业正面临前所未有的冲击,传统的木材加工产业正渐渐失去竞争优势[4],因此迫切需要从事木材利用方面的研究者集思广益、大胆创新,在扩大原材料获取范围、提高木材的综合利用率的同时,针对不足,扬长避短,运用新技术发展高附加值的科技产品,拓展应用的范围,促进行业的发展[5]。

随着微纳米科学技术的飞速发展以及仿生学研究的兴起,研究者对通过表面微细结构化及改性以实现特殊表面润湿性能表现出了极大的兴趣[6-16]。

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2. 国内外研究现状分析

Wenzel和Cassie模型都认为固体表面的粗糙度可以增强其表面的疏水性,但两者内在机制却是不一样的:前者是通过增加固液接触面积而实现表观接触角的增大,因此水滴几乎被牢固地黏附于固体表面上,滚动角SA非常大;后者则是通过减少固液接触面积而增强表观接触角的,滚动角SA非常小,宏观表现上水滴很容易在这样的表面上滚落。

3. 研究的基本内容与计划

本研究采用六甲基二硅氧烷作为疏水剂,利用冷等离子处理装置分别在时间为30s,60s,90s和压强分别为50kpa,60kpa,70kpa的条件下进行等离子处理。

处理后的试件需要用密封袋保存并及时做水接触角测试,红外测试和表面粗糙度测试。

实验计划:4.3-4.7号:准备实验材料(规格为50x10x3mm的杨木试件),六甲基二硅氧烷试剂。

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4. 研究创新点

用冷等离子体对高分子材料表面改性的研究已经取得了很大的进展,高分子材料表面经等离子体改性后,表面的化学组分和结构发生变化,产生大量的自由基,引进许多极性基团,从而使表面性能获得优化。

因此,等离子体在材料科学中的应用范围日益广泛。

木材也是一种高分子材料,主要由木素、纤维素和半纤维素组成,等离子体处理能使木材表面产生大量的自由基或使木材表面活化,从而能进一步加成特定官能团,达到改善木材表面特性的目的。

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