冷等离子体处理工艺对竹材表面润湿性的影响

表面润湿性是反映固体材料亲水性的重要指标。采用多因素法,探索冷等离子体处理过程中气体、时间、功率等因素对竹青、竹肉和竹黄表面润湿性的影响,分析竹壁各部位冷等离子体处理的时效性。结果表明:不同气体作为等离子体处理介质,对竹壁各部位平衡接触角的影响各异,影响程度依次为氧气(O_2)氮气(N_2)氩气(Ar);竹壁各部位在冷等离子体处理的条件下(氧气作为处理气体、处理时间90 s、处理功率160 w),竹青、竹肉和竹黄对酚醛树脂胶的平衡接触角分别下降61.15%、43.59%和48.32%,竹壁各部位润湿性明显改善;竹壁各部位的氧冷等离子体处理具有时效性,处理后的竹材存放时间最好控制在6 d以内。     

低压射频放电冷等离子体处理改善圆竹表面涂覆性能的影响

采用单因素交叉实验方法,探索冷等离子体处理时间、功率和气体3个因素对圆竹竹青和竹黄表面润湿性的影响,通过液相滴定法对被处理竹青和竹黄进行接触角测定和表面能计算,将冷等离子体处理的竹材浸胶、干燥后进行扫描电镜观察,分析冷等离子体对竹材表面的处理效果。研究表明:经过冷等离子体处理后,竹青和竹黄表面的润湿性提高,具体表现为接触角显著减小和表面能增大,获得的最佳处理工艺为:时间180 s、功率200 W、处理气体为氧气;经过冷等离子体处理后的竹青和竹黄表面对2D树脂的浸入和涂覆效果较好,具体表现为表面无明显皲裂现象发生及表面更加均匀、平整。     

介质阻挡放电冷等离子体处理对2种竹材表面润湿性的影响

[目的]改善竹材表面润湿性。[方法]采用介质阻挡放电(DBD)冷等离子体分别处理毛竹和巨龙竹表面,研究处理对2种竹材表面润湿性的影响。[结果]经DBD冷等离子体处理后,毛竹和巨龙竹表面润湿性均得到明显改善;DBD冷等离子体处理毛竹的最优工艺为处理功率5 k W,处理7次;DBD冷等离子体处理巨龙竹的最优工艺为处理功率4 k W,处理3次。[结论]DBD冷等离子体处理能明显改善2种竹材表面润湿性。     

氧冷等离子体处理对竹材表面润湿性的影响

采用氧冷等离子体处理方法对毛竹的竹青、竹肉和竹黄分别进行表面处理,利用液滴法测定等离子体处理前后酚醛树脂胶(PF)在其表面的接触角,并通过扫描电镜SEM观察其表面形貌以及傅里叶红外光谱技术(FTIR)分析等离子体处理竹材表面化学组分,探究等离子体处理改善竹材表面润湿性的机理。结果表明:竹肉的润湿性最好,竹黄和竹青较差,经氧冷等离子体处理后,其平衡接触角分别下降43.59%、48.32%和61.15%;氧冷等离子体处理会刻蚀竹材表面,提高了其比表面积,明显改善其表面润湿性;氧冷等离子体处理在竹材表面引入大量自由基,生成O-H、C=O和C-O等含氧极性官能团,使其表面润湿性提高;氧冷等离子体处理可有效提高竹材表面的润湿性,为竹材涂饰、浸胶等后期加工提供有效改性手段。     

木材表面冷等离子体改性后的时效性研究

采用氮气和氧气2种冷离子体改性木材表面,利用水和二碘甲烷测试不同放置时间下木材表面接触角,根据YGGF方程计算表面自由能及其色散力和极性力。结果表明;经氧气和氮气冷等离子体改性后的木材表面自由能显著提高,1h后测得其表面自由能分别提高54．23％和54．41％;2种等离子体改性后表面自由能都随放置时间的延长逐渐降低,6～10d内活性降低迅速,14～21d后接近于改性前水平;氧气处理后木材表面接触角更小,处理效果更好。     

冷等离子体处理对竹材胶合性能的影响研究

[目的]研究冷等离子体处理对竹材胶合性能的影响。[方法]采用氧气,氮气,氨气和氩气这四种冷等离子体分别对竹材进行处理,比较处理前后竹材接触角和胶合强度的变化。[结果]氧冷等离子体处理可提高竹材胶合强度25%-30%,冷等离子处理过程非常迅速且有效,但接触角变化并不大。[结论]冷等离子体处理导致木材胶合强度增加。     

空气介质阻挡放电等离子体对云南松单板表面的处理工艺

采用空气介质阻挡放电等离子体处理云南松单板表面,对处理后的单板进行胶合性能及表面性能分析,探讨放电等离子体处理单板表面的最佳工艺。结果表明：在1000—4000W范围,随处理功率的增加,单板的胶合强度增大,水接触角减小,表面能增大;在处理功率5000W时,各指标变化趋势相反。当处理次数为1—7次时,随处理次数的增加,单板的胶合强度增大,水接触角减小,表面能增大;在处理9、11次时,各指标变化趋势相反。当放电等离子体处理功率为4000W,处理次数为7次时,木材表面改性效果最佳,其胶合强度、水接触角及表面能分别为2．1MPa、43°、56．7MJ／m2。     

竹材表面润湿性能研究

以毛竹为研究对象,通过表面改性措施,增加毛竹界面的润湿性,达到直接胶接热压的目的。改性方法主要有酸处理、碱处理和等离子体处理,3种方法通过不同试验水平处理后,通过接触角的测定表征竹材界面润湿性的处理效果。酸处理对表面的接触角影响较大,竹青最大降幅为53.6%,竹黄为23.0%。碱处理后,竹青最大降幅为48.4%,竹黄为18.5%,略次于酸,效果明显。等离子体用较短的时间处理,竹青接触角即可显著降低,界面润湿性有很大提高,但竹黄面处理前后接触角的差异较小。综合得出,HCl处理效果最佳,NaOH处理次之,相对酸碱处理,等离子体处理效果较弱。3种处理方法均是竹青接触角的降幅很明显,竹黄次之。     

纯PETG和PETG/竹粉复合材料表面等离子体预处理的研究

采用接触角测量仪、红外光谱仪和电子显微镜等分析仪器,研究了低温等离子体处理对纯聚对苯二甲酸乙二醇酯-1,4-环己烷二甲醇酯(PETG)和PETG/竹粉复合材料表面改性效果的影响。结果表明,经等离子体处理,纯PETG和PETG/竹粉复合材料分子上引入了极性基团,表面粗糙度增大,表面润湿性提高;极性含氧官能团的亲水性对减小材料表面接触角的贡献大于材料表面粗糙度的;PETG/竹粉复合材料等离子体处理的时效性优于纯PETG;2种材料在放电功率300 W时的等离子体改性效果最佳;300 W及以下放电功率的等离子体处理2种材料后,PETG/竹粉复合材料的吸水率较高,且吸水率随着放电功率的增大而增加;放电功率为500 W的等离子体相比于放电功率为300 W的等离子体,处理PETG/竹粉复合材料后,PETG/竹粉复合材料的短期吸水率较低,长期吸水率较高。     

蒸汽介质热处理对竹材表面润湿性的影响

选取蒸汽介质热处理方法对毛竹材进行表面处理,利用液滴法测定热处理前后蒸馏水、甲酰胺和二碘甲烷在其表面的接触角,并采用傅立叶变换红外光谱技术探讨热处理竹材表面化学组分变化,进一步说明热处理对竹材表面润湿性的影响。结果表明,热处理温度和时间对竹材表面润湿性均有显著影响;与未处理竹材相比,热处理竹材表面接触角均增大。不同润湿液体在竹材表面的润湿程度不一样。热处理后竹材细胞壁组分发生变化,纤维素、半纤维素发生热降解,其含量降低,羟基减少,使得竹材表面润湿性降低。     

竹粉增强聚丙烯复合材料的吸水性和表面润湿性

研究了竹粉用量和马来酸酐接枝聚丙烯(MAPP)、硅烷(KH570)、钛酸酯(DN301)和铝锆(TL-4)偶联剂对竹粉增强聚丙烯发泡复合材料吸水性和表面润湿性的影响,材料表面的动态润湿性采用数学模型表征.结果表明,竹粉用量的增加会提高材料的吸水性和润湿性;偶联剂的加入会提高材料润湿性、降低其吸水性,且MAPP改善效果最佳,其次是KH570和TL-4,最后是DN301;竹粉用量为50份,未加偶联剂,1080 h后材料的吸水率为7.655%,添加偶联剂后,吸水率降低到1.646%-2.112%,竹粉用量为90份时,吸水率又增加到3.42%;竹粉用量为10-90份时,蒸馏水和甘油在材料表面的接触角衰减速率(K值)分别为0.0053-0.0081和0.0074-0.0103,加入偶联剂后,K值增大50%-67.7%.     

毛竹材密实化表面性能的研究

该文阐述了对密实化竹材表面接触角的测定实验,并与未处理材进行比较,通过对竹材表面自由能、路易斯-范德华力和酸碱力的研究,得出经过微波软化处理的竹材其表面自由能增大。     

温度变化对酚醛胶在竹材表面动态润湿性的影响

为了探讨温度变化对酚醛胶在竹材表面润湿性的影响,该文采用测量动态接触角方法,用润湿模型分析了酚醛胶在20、60、80和100℃环境下,对层积材用竹片青、黄表面的润湿性和铺张渗透系数k值的影响. 结果表明:酚醛胶在竹青和竹黄表面的润湿性差异不显著;随着温度的升高,接触角(起始和平衡接触角)增大,k值减小,竹材表面的润湿性、铺张和渗透性变差;但温度变化对竹青和竹黄表面k值影响的规律不同;随着温度的升高,竹材表面的酚醛胶会出现收缩、干瘪现象,温度越高,出现干瘪、收缩时间越短.      

氮气射流低温等离子体处理对落叶松表面润湿性的影响1）

为了提高落叶松的表面润湿性,采用N2射流低温等离子体对落叶松表面进行处理。针对处理时间和处理高度两个因素进行单因素试验设计。通过表面接触角的测试和表面自由能的计算,分析落叶松经N2射流低温等离子体处理前后表面润湿性的变化,得出较佳的处理参数。结果表明：经N2射流低温等离子体处理后落叶松表面接触角显著下降,表面自由能明显提高,落叶松表面润湿性增强。对于处理截面尺寸为40 mm ×40 mm的试件,氮气射流低温等离子体处理落叶松表面的较佳工艺参数为：处理时间20 s,处理高度15 mm。处理后落叶松表面有明显的刻蚀痕迹,表面粗糙度增加,落叶松表面含氧官能团增多,增强了落叶松表面的亲水性,有利于落叶松表面润湿性的提高。     

基于动态接触角分析的竹纤维表面能表征

针对天然竹纤维粗细不均、变异性大的特点,采用Whihelmy 力学法测定了竹纤维的平均润湿周长及动态接 触角,利用Owens-Wendt 法对11 种浸润速率下的纤维表面能、色散及极性分量进行了表征,并借助边际均值研究了 测试速率与动态接触角、表面能的关系。结果表明:采用30 根纤维的平均润湿周长来估算动态接触角的方法是可 行的,其相对误差较小。随着测试速率的增加,动态前进接触角符合先快速增加后逐渐稳定的分子动力学模型,而 表面能有非线性减小的趋势。测试速率设置为1 ~3 mm/ min 较合理,此时测得竹纤维表面能为41.71 ~43.61 mN/ m。浸润速率在11 个水平下测定的动态接触角边际均值可分成7 组子集,高浸润速率下测得的纤维接触角比低浸 润速率的显著提高。动态接触角和测试速率的相关程度有14.11%由测试液体的协同作用产生。竹纤维表面能与 动态前进接触角边际均值呈负相关线性关系。      

不同处理竹材的表面性能分析

为了揭示不同处理方法对竹材表面性能的影响规律,该文以毛竹为研究对象,采用ESCA和FTIR分析技术,对不同部位和不同处理条件竹材表面的碳氧比和C1s4种结合形式的分布情况,以及红外光谱的谱峰位置和相对吸收强度进行了分析.结果表明:不同部位和不同处理条件下竹材表面的碳氧比有很大差异;竹材表面主要以木素和各种抽提物为主;高温干燥导致竹材表面易挥发的抽提物分解,使部分纤维素和半纤维素的结构特征得以显露,而硼酸处理效果不明显;高温处理和硼酸处理后竹材表面的自由羟基减少,活性降低;竹黄表面的活性自由羟基的数量高于竹青表面.      

竹材表面超疏水改性的初步研究田根

基于超疏水表面的制备原理,以低表面能的三氯甲基硅烷为原料,利用常温、常压化学气相沉积法在竹材表面自组装形成直径30～80 nm的纳米棒阵列或纳米线网状结构,使竹材横切面对液态水接触角最大达到157°,滚动角接近0,具备了超疏水表面特性。本研究证实了赋予竹、木等亲水性木质纤维素材料以超强疏水性能的技术是可行性的。