超声波辅助纳米Ag/TiO_2浸渍木材的化学改性与微观构造表征

【目的】采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析其化学结构与微观构造,为防霉抗菌型纳米木基复合材料研发提供理论依据。【方法】以樟子松为原料,以纳米Ag/TiO_2为主要试剂,以六偏磷酸钠和KH560为分散剂,采用超声波辅助浸渍制备纳米Ag/TiO_2木基复合材料,分析超声功率、超声时间和纳米Ag/TiO_2浓度对木材载药量和抗流失性能的影响,以及浸渍前后木材的微观构造、轴向分布、化学结构、结晶度和热稳定性。【结果】1)随着超声功率增加,木材载药量呈先升高后降低的趋势,在功率为75 W时达到峰值,载药量较常压浸渍提高31.5%,抗流失率随着超声功率增加持续提高,在功率为300 W时,抗流失率较常压浸渍提高7%;2)超声时间对载药量的影响不大,对抗流失率的影响呈先升高后降低的趋势,在超声时间为30 min时抗流失率达到峰值77.73%;3)随着纳米Ag/TiO_2浓度增加,载药量持续上升,浓度为2.0%时载药量为3.363 kg·m-3,抗流失率则持续下降,浓度为0.5%时抗流失率为78.33%;4)超声波辅助浸渍处理后,纳米Ag/TiO_2成功进入木材内部并附着在细胞壁上,团聚现象减少,分散性显著增强,浸渍深度加深;5)纳米TiO_2与木材表面的羟基发生氢键缔合反应,偶联剂KH560不仅枝接在TiO_2上,而且与木材纤维素中的羟基发生反应;6)纳米Ag/TiO_2木基复合材料出现锐钛矿型纳米TiO_2特征峰,在超声波作用下,纤维表面生长疲劳裂纹,木材纤维素结晶度略有下降;7)纳米Ag/TiO_2使纳米Ag/TiO_2木基复合材料热稳定性增强,最大降解温度升高11.8℃。【结论】1)超声波辅助处理可提高木材的载药量和抗流失率,超声功率对抗流失率影响显著;2)纳米Ag/TiO_2成功进入木材细胞腔并附着于细胞壁上,部分与木材纤维素羟基发生反应;3)纳米Ag/TiO_2木基复合材料较素材热稳定性能提高。     

TiO_2/木材复合材料的制备及其性能研究

为提高木材的防潮阻燃性,采用水热法在木材表面负载二氧化钛(TiO_2)晶粒。观察TiO_2/木材复合材料表面形貌组织,检测其质量变化量(△m)、体积变化量(△v)、尺寸稳定性变化量(△D)、氧指数(LOI)和热稳定性。结果表明:木材表面TiO_2晶粒尺寸越小,TiO_2负载区域越密集,材料防潮阻燃性越好。最佳制备条件为反应温度80℃,反应时间1h,钛酸丁酯用量10mL,可使复合材料△m下降48.8%,△v下降24.3%,△D提高24%,LOI提高24.2%,半纤维素和纤维素的热解温度分别提高17.4%和5.4%。     

杉木负载二氧化钛薄膜的抗菌性能

采用微波辅助液相沉积法(MWLPD)制备二氧化钛(TiO2)薄膜,并将此TiO2薄膜负载于杉木表面。微生物抗菌测试结果证明,负载TiO2薄膜的杉木,在一年内具有显著而广谱、稳定而持久的抗菌性能,而且其抗菌性能受光源和温度的影响。     

不同抗菌剂对浸渍薄木抗菌性能影响的研究

采用纳米TiO_2、载银纳米TiO_2、木聚糖和水溶性壳聚糖等抗菌剂,按不同质量分数均匀分散到薄木浸渍用三聚氰胺甲醛树脂中,用含有抗菌剂的三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木。通过单因素试验分析不同抗菌剂及其浓度对浸渍薄木抗菌性能的影响,结果表明:在无光照的条件下,载银纳米TiO_2的抗菌性能最优;在有光照的条件下,载银纳米TiO_2、小粒径纳米TiO_2(15nm)均具有良好的抗菌特性。综合抗菌性能和经济指标,在无光照或光照较弱的条件下可采用载银纳米TiO_2作为抗菌剂,生产三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木饰面抗菌木质地板等;在有光照的条件下,可优先选用小粒径纳米TiO_2作为抗菌剂,生产三聚氰胺甲醛树脂浸渍薄木饰面抗菌百叶窗等。     

改性三聚氰胺树脂用于实木地板抗菌处理的工艺及性能评价

为使杉木实木地板具有抗菌功能,以三聚氰胺(MF)树脂作为抗菌剂载体,采用真空浸渍工艺处理杉木地板基材,探讨浸渍时间、MF树脂固体含量和相对真空度对杉木试样增重率的影响,并评价地板基材的抗菌效果。结果表明:随着浸渍时间、树脂固体含量、相对真空度的增加,试样的增重率提高,抗菌性亦随之增强。采用试验得出的较佳工艺处理的杉木地板基材,其抗菌性可达到LY/T 1926-2010中规定的Ⅰ级强抗菌级别。     

壳聚糖/杉木粉/PVC复合材料表面抗菌功能化研究

采用贴膜法评价了添加不同分子量和脱乙酰度壳聚糖的杉木粉/PVC复合材料抗大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的性能,并通过X射线光电子能谱(XPS)进行表面元素分析。结果表明:在其他条件完全相同的情况下,添加平均分子量为32 W和脱乙酰度为95%的壳聚糖时,复合材料的表面抗菌效果最佳,且对金黄色葡萄球菌抗菌效果明显优于大肠杆菌;XPS的分析也显示添加壳聚糖后,样品表面出现一定强度N1s的谱峰,且C1和C2的峰面积比从1.87下降至1.82,说明复合样品的表面均匀地聚集了一定数量的壳聚糖,使样品表面具有抗菌功能。     

基于杨木模板的二氧化钛制备及其甲醛降解性能研究

使用二氧化钛(TiO_2)光催化降解甲醛,具有节能环保,清洁无毒的优点,同时TiO_2光催化剂可有效降解室内其他污染物以及细菌等有害生物的污染,大大改善室内居住环境。为了提高TiO_2的催化活性和制备结构优良的TiO_2,以杨木为模板,通过采用水热预处理-前驱体浸渍-高温煅烧的工艺方法,进行木材模板TiO_2的制备,以甲醛水溶液的降解性能为指标,对浸渍合成工艺进行优化,并结合SEM、XRD和氮吸附测试分析,对材料进行表征。研究结果表明:以杨木为模板制备的TiO_2对甲醛水溶液具有一定的降解能力,优化前驱体浸渍液中钛酸丁酯∶水∶无水乙醇∶冰乙酸=1∶3∶9∶2(摩尔比),超声浸渍木材模板4 h,超声反应15 min的条件下制备的木材模板TiO_2对甲醛水溶液的降解率最高;在紫外光照下,杨木模板TiO_2粒子受到激发光催化降解甲醛,在120 min内降解率达到12.61%,280 min内降解率达到15.17%;杨木模板TiO_2的晶型结构主要为锐钛矿和少量金红石相,平均晶粒尺寸为18.8 nm,较小的粒径度和多孔结构使得木材模板TiO_2具有较强的紫外光吸收能力,进而提高了材料的紫外光降解能力。     

MMT/PVA/木材复合材料的物理力学性能

分别采用一步法和两步法制备聚乙烯醇(PVA)和有机蒙脱土(MMT)的复合处理液,复合处理液通过满细胞法真空加压浸注杉木试材,制备MMT/PVA/杉木材复合材料(PVDMW).测定了PVDMW的吸水率、抗胀缩率(As)、表面硬度、顺纹抗压强度和抗水流失性,同时采用红外光谱分析(FT-IR)对两种方法机理进行分析.研究结果...     

杉木基木材陶瓷的结构及表征

用杉木纤维(木粉)/PF树脂复合材料高温烧结制备杉木基木材陶瓷。XRD分析表明:当烧结温度升高,杉木基木材陶瓷的(002)晶面的Bragg衍射角右移,d_(002)值减小,g值增大,可石墨化程度增加;SEM分析显示:木材陶瓷的结构与PF树脂的含量和杉木纤维(木粉)的结构及分布情况有关,树脂含量的增加有助于木材陶瓷形成三维网状结构;杉木纤维(木粉)作为天然植物模板而存在,且保持着其自然形态,使木材陶瓷成为一种植物纤维生态陶瓷。     

Co掺杂纳米二氧化钛抗菌陶瓷制备及抗菌效应研究

为制备钴掺杂TiO₂(Co-TiO₂)抗菌陶瓷并研究其抗菌性能,通过自制超声喷雾装置将Co-TiO₂纳米溶胶喷涂到陶瓷片表面,并对所制备的抗菌陶瓷进行性能表征和抗菌实验检测。采用XRD、SEM等分析方法对陶瓷所制成膜的物相组成、表面形貌进行了表征,考察了镀膜高度、焙烧温度等因素对抗菌陶瓷抗菌性能的影响,以确定最优制备条件。结果表明:当镀膜高度为8 cm,焙烧温度为600℃时制备的Co-TiO₂抗菌陶瓷的成膜平滑均匀,裂纹较少,与陶瓷基底结合紧密,抗菌率达到了93.5%。