竹材表面超疏水改性的初步研究

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1、竹材表面超疏水改性的初步研究田根林余雁基金项目：国家“十一五”科技支撑项目“竹基增强材料和纳米改性材料制备技术与示范”。第一作者：田根林，1983年出生，研究实习员电话：010-84789817Email:tiangenlin@icbr.ac.cn通讯作者：余雁，博士，副研究员电话：010-84789812Email:yuyan@icbr.ac.cn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

2、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PreliminaryStudyonSuper-hydrophobicModificationforBambooTianGenlinYuYan＊WangGeChengHaitaoLuFang(InternationalCentreforBam

3、booandRattan,Beijing100102;China)Abstract:Basedontheprincipleofpreparatingsuperhydrophicsurface,withmethyltrichlorosilaneasmaterials,usingthemethodofchemicalvapordeposition,themonolayer,containslotsofnanorodsandnanofiberswhosediametervaryfrom30nmto80nm,canbeself-assembedonthes

4、urfaceofbamboo.Theresearchhasshowedthat:Aftermodificated,thecontactangleofthecross-sectioncanreach157°,whichpossessasuper-hydrophobicsurfacecharacteristics;thecross-section'shydrophicityofbambooisbetterthantheothertwosections;thecolorofbamboowillbedeepenedtosomeextents.Thestud

5、yhasconfirmedthat:asuper-hydrophobicsurfaceofwoodandothercellulosematerials’couldbeachievedwhenthenano-techonologywasconcerned,whichwillprovideapromisingapplicationprospecttothesematerials.Keywords:Bamboo,Super-hydrophobic,Chemicalvapordeposition,Contactangle竹材是我国的特色森林资源，在许多领域

6、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(GeorgR.J.Artusetl)、溶胶-凝

7、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。41试验部分1.1样品制备毛竹（PhyllostachyspubescensMazelexH.deLehaie）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）5.8mm（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

8、（1）将样品置于订制的密闭容器内，抽出容器内空气，充入高纯度氮气，保持一定的负压，重复3-4次。然后先后滴加一定摩尔比的去