竹材超疏水改性的初步研究.docVIP

竹材表面超疏水改性的初步研究 田根林 余雁( 王戈 程海涛 陆方 (国际竹藤网络中心，北京　100102) 摘 要:基于超疏水表面的制备原理，以低表面能的含硅烷烃为原料，利用常温化学气相沉积法在竹材表面自组装形成直径大约30-80nm左右的纳米棒阵列或纳米线网状结构。研究结果表明，改性后竹材横切面接触角最大达到157°,具备了超疏水表面特性;改性后竹材横切面的疏水性能明显优于径切面和弦切面，但整个表面颜色会有不同程度地加深。该研究证实了利用纳米技术赋予竹、木等亲水纤维素材料以超强疏水性能的可能性,将为上述材料提供更为广阔的应用前景。 关键词：竹材 超疏水 气相沉积法 接触角 Preliminary Study on Super-hydrophobic Modification for Bamboo Tian Genlin Yu Yan＊ Wang Ge Cheng Haitao Lu Fang (International Centre for Bamboo and Rattan, Beijing 100102; China) Abstract: Based on the principle of preparating superhydrophic surface, with methyltrichlorosilane as materials,using the method of chemical vapor deposition, the monolayer, contains lots of nanorods and nanofibers whose diameter vary from 30nm to 80nm,can be self-assembed on the surface of bamboo. The research has showed that: After modificated, the contact angle of the cross-section can reach 157?,which possess a super-hydrophobic surface characteristics; the cross-sections hydrophicity of bamboo is better than the other two sections; the color of bamboo will be deepened to some extents. The study has confirmed that: a super-hydrophobic surface of wood and other cellulose materials’ could be achieved when the nano-techonology was concerned ,which will provide a promising application prospect to these materials. Keywords: Bamboo, Super-hydrophobic, Chemical vapor deposition ,Contact angle 竹材是我国的特色森林资源，在许多领域都可以替代木材的使用，对于缓解木材供需矛盾具有重要作用。竹材作为一种木质纤维素原料，具有大量的亲水性基团和丰富的孔隙结构，对水分特别是液态水几乎没有抵御能力，如果在使用时不慎接触到液态水，极易导致变形、开裂等现象。要想完全阻止液体水对竹材的侵入，必须设法使其表面像荷叶那样具备超疏水的性能。超疏水表面一般指与水的接触角大于150°的表面，具备这种表面的材料可以有效防止液态水的渗入，并还具有自清洁等一些特殊的性能，在国防、工农业生产和日常生活有着广泛的应用前景。目前制备超疏水表面的主要方法有化学气相沉积法(Georg R. J. Artus etl)、溶胶-凝胶法、等离子体法、相分离法、电化学法、纳米管阵列法等。本文基于超疏水表面的制备原理，以低表面能的含硅烷烃为原料，利用常温化学气相沉积法在竹材表面形成类似荷叶表面的超疏水性界面，力图有效阻止液态水的侵入，从而提高竹材的尺寸稳定性。 1 试验部分 1.1 样品制备 毛竹（Phyllostachys pubescens Mazel ex H.de Lehaie）购自浙江杭州市萧山区大庄地板厂，去除竹青、竹黄，精刨成尺寸规格为20mm（纵向）*20mm（弦向）*5.8 mm（厚度）的竹块。经去离子水清洗后放置恒温恒湿箱，平衡至温度20℃，湿度30%-40%。 1.2 疏水性表面的制备 （1）将样品置于订制的密闭