1. 研究目的与意义
本文通过热压方法改变木材的表面密实程度及砂磨方法改变材料表面的粗糙度等物理处理方法入手(主要是通过磨砂的物理处理方法),提出调控木质材料表面润湿性能的方法,具有节能减排,降低生产成本等优势,可为木材涂饰、胶合等深加工提供实验数据与技术支持。本研究具有一定的实践与理论指导意义。
2. 国内外研究现状分析
国内外学者曾对木材工件表面粗糙度测定方法及其影响因素进行过很多研究。Richter等用探针法测定了木材表面粗糙度对木材表面涂饰的影响;Lemaster等用光学轮廓曲线仪测定了中密度纤维板的表面粗糙度度;Kamdem等用探针法测定了风化木材表面的裂纹和裂缝;Faust等用探针法测定了松木单板松紧两面的粗糙度特性;Hizirouglu用探针法测定了硬质纤维板和中密度纤维板的表面粗糙度;安田步采用触针法测定了11种具有不同导管直径和不同导管排列类型的阔叶材径切面、半径切面、弦切面的均方根粗糙度及每0.5 mm测量长度上的区段粗糙度,研究了粗糙度和导管直径的关系;佐道健等对木材表面粗糙度与粗糙感的关系进行了研究;江泽慧等用探针法测量分析了竹材表面粗糙度;李坚等采用触针式表面粗糙度测定仪和色差计测量了5个树种(6组试件)的木材在一系列加工过程中的多项表面粗糙度参数和与其对应的各项材色参数,并对二者之间的关系进行了初步研究。Nakajima等通过含氟聚合物制备出不同表面粗糙度含TiO2的超疏水性薄膜,研究了接触角、滑动角和表面粗糙度三者之间的关系,在193℃下升华乙酰丙酮铝化合物的方法制备了表面粗糙度平均为93nm的透明膜,其对水的接触角为0,氟硅烷(FAS,Fluoroalkyltrialkoxylsilane)修饰后,水接触角达152.51.6,并且发现这种薄膜的疏水性随着表面粗糙度的减小而减小,当薄膜的平均粗糙度为33nm时,薄膜不具有超疏水性,与水的接触角仅为120.3,滑动角随着接触角的增大而减小。Bico等认为固体表面的疏水性除与固体表面的粗糙度有关外,还和液体实际与固体表面接触的分数有关。Dupuis等运用晶格一玻尔兹曼运动公式模拟表面具有排列整齐微突起的超疏水行为,发现接触角随着表面光刻度的增加而增大。Nakajima等发现,粗糙度相同的固体表面接触角并不一定相同,因为固体表面的微细结构对固体表面的疏水性能有很大的影响,针状结构峰越高,接触角约大。
3. 研究的基本内容与计划
本文拟采用静态接触角表征液体在材料表面动态润湿性能的方法来研究速生木材(杨木、杉木)不同表面形态的润湿状态,重点研究不同的热压工艺(温度、时间和压力)及砂磨工艺(粗糙度)对木质材料表面液体润湿性能的影响机理,寻求物理方法调控木质材料表面润湿性能的方法。时间及计划安排:2013.12-2014-01:查阅并整理相关文献资料,制定论文内容,撰写开题报告; 2014.01.10:开题; 2014.01-2014.02:进行实验材料、仪器设备等论文前期准备工作,细化各阶段的具体内容; 2014.03─2014.04:对杨木和杉木进行不同密实程度及粗糙度处理,测试相应的表面接触角,并记录实验数据、实验过程中的现象及结果;2014.05-2014.06:实验数据整理、计算与分析,必要时进行补充实验;论文等材料撰写,准备答辩。
4. 研究创新点
采用物理处理方法来调控木质材料表面润湿性能,为木材涂饰、胶合等深加工提供实验数据与技术支持。
