收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

提高超疏水性生物质基材料稳定性和耐久性的研究

刘峰  
【摘要】:超疏水表面是一类与水的接触角大于150°且接触角滞后小于10°的固体表面,其因在基础研究和工业应用方面具有重大的研究和实用价值而引起了科学界和工业界的极大兴趣。通常情况下,超疏水表面可通过在疏水材料表面构建一定尺寸的粗糙结构或利用低表面能的物质对粗糙表面进行修饰而获得。在本论文中,以生物质材料为基底,不仅在其表面制备出超疏水层,而且有效提升了超疏水涂层的稳定性和耐久性。通过滴涂法将PVA/SiO2杂化复合材料的水溶液滴涂到木质基表面,干燥后再用OTS试剂进行低表面能改性,最终得到具有较高的水接触角(1590)和较低的接触角滞后(-40)的且机械强度较好的超疏水涂层。其原因主要归功于:PVA/SiO2杂化复合材料在木质基表面花辨状的结构提供了制备超疏水涂层的粗糙度;OTS为表面提供了低表面能;Si02作为一种固体塑化剂添加到聚合物PVA中,提高了PVA的机械强度,从而使得所制备的超疏水涂层有很好的机械强度。通过磨损实验测试,得出由PVA/SiO2杂化复合材料所制备的超疏水木材在机械稳定性方面有了很大的提升,从而使得超疏水木材在防水、自清洁、以及防污染等领域有了更大的潜在的应用前景。通过溶胶-凝胶法在棉纤维表面制备出适当尺寸的SiO2粒子,再经过OTS低表面能改性,制备出可用于油水分离且可重复使用的超疏水/超亲油棉花。首先将棉花纤维用NaOH水溶液进行预处理,之后通过溶胶-凝胶法在棉纤维表面“生长”一层致密的SiO2粒子,最后再将棉纤维进行OTS低表面能改性。所制备的棉花可以选择性地吸收超过其自身体重50倍的多种油类和有机溶剂,同时还可以达到完全防水;所制备的超疏水/超亲油棉花在水面上具有很好的浮力。在真空泵的帮助下,油水分离循环过程的吸油后的棉花可以对所吸的油很容易的解吸。所制备的超疏水/超亲油棉花在经过数十次的“吸油/解吸”过程后,其吸油量仅有微量的降低,即所制备的吸油棉有较好的重复使用性,这主要归因于通过溶胶-凝胶法所制备的SiO2粒子通过水解了的硅烷羟基与棉纤维表面的羟基,牢固地粘附在了棉纤维表面,且不易脱落,在吸油棉再次重复使用后,其表面的微观结构不会有太大的变化,因此所制备的吸油棉有较好的重复使用性和保持较高的吸油量。从另一个角度说明了本实验所制备的超疏水/超亲油棉花表面结构的较高的稳定性和耐久性。通过溶液浸泡法,在木材、棉布和滤纸三种生物质基表面构建较稳定的和耐久性较好的超疏水涂层。方法主要有三步:将木材、棉布和滤纸三种生物质基基底浸泡在环氧树脂溶液中,使其表面覆盖一层环氧树脂;再通过在接枝有氨基的二氧化硅液中浸泡,使得二氧化硅上的氨基与环氧树脂的环氧基团发生反应,从而使二氧化硅粘附在环氧树脂表面形成微/纳二级结构;最后将基底进行OTS疏水改性,得到了具有超疏水性的三种生物质基材料。实验分别通过漏沙实验和水洗实验对这三种生物质基超疏水表面的机械稳定性和耐久性进行了测试,发现环氧树脂的浓度是影响本实验超疏水样品表面微观结构稳定性和耐久性的关键因素。根据实验最终的结果分析可得,通过本实验所制备的三种超疏水生物质基材料表面超疏水层的稳定性和耐久性有了很大的提升,从而为其在工业上的应用提供了很有力的参考。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 李伟;卢晟;李梅;;疏水二氧化硅/聚苯乙烯超疏水复合涂层的简易制备及其防沾污性研究[J];材料导报;2011年16期
2 张友法;余新泉;周荃卉;李康宁;;超疏水低粘着铜表面制备及其防覆冰性能[J];物理化学学报;2010年05期
3 ;功能化超疏水材料研究获新进展[J];化工中间体;2012年11期
4 蔡锡松;肖新颜;;超疏水表面涂层研究进展[J];现代化工;2013年01期
5 张燕;马福民;李文;于占龙;阮敏;丁一刚;;超疏水锌表面的制备及其性能研究[J];科技资讯;2013年07期
6 黄建业;王峰会;赵翔;张凯;;超疏水状态的润湿转变与稳定性测试[J];物理化学学报;2013年11期
7 孙旭东;李广芬;张玉忠;;超疏水膜的研究进展[J];化工新型材料;2009年12期
8 高锦章;赵菊玲;郭昊;龙世佳;杨武;;溶液浸泡法制备超疏水锌表面[J];西北师范大学学报(自然科学版);2012年03期
9 李恒达;刘心中;甘永江;郑志功;;肉豆蔻酸铜超疏水表面化学结构及其性能分析[J];功能材料;2014年09期
10 徐蕊;马英子;肖新颜;;仿生超疏水涂层材料研究新进展[J];化工新型材料;2009年12期
11 董祥波;边捷;白秀娥;;一步溶液浸泡法制备超疏水铝[J];苏州大学学报(工科版);2010年04期
12 杨武;赵静卓;赵菊玲;王琴琴;郑艳萍;;锌片上构筑纳米管状的超疏水表面[J];西北师范大学学报(自然科学版);2012年02期
13 王凤平;闫姝均;;直接浸泡法构筑纯铜的超疏水表面[J];应用化学;2012年11期
14 刘朝杨;程璇;;透明超疏水疏油涂层的制备及性能[J];功能材料;2013年06期
15 郑燕升;青勇权;胡传波;何易;莫倩;;仿生超疏水表面制备及其应用的研究进展[J];化工新型材料;2013年10期
16 汪建伟;石刚;陈晓薇;曹军勇;宋庆学;牛润海;;超疏水材料在石油行业的应用前景[J];油气井测试;2014年04期
17 郑傲然;周明;杨加宏;;仿生超疏水表面的制备及润湿性研究[J];功能材料;2007年11期
18 王景明;郑咏梅;江雷;;超疏水网状结构对水中气泡的转移作用[J];高等学校化学学报;2008年12期
19 柯清平;李广录;郝天歌;何涛;李雪梅;;超疏水模型及其机理[J];化学进展;2010年Z1期
20 张晓莉;刘书芳;刘玲玲;;超疏水织物表面的研究进展[J];印染助剂;2010年10期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 朱小涛;张招柱;;兼具耐磨功能和可修复功能的超疏水材料[A];中国化学会第28届学术年会第12分会场摘要集[C];2012年
2 银龙;王庆军;陈庆民;;自然与仿生荷叶表面在极端相对湿度下的超疏水性质[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
3 伍廉奎;胡吉明;张鉴清;;基于电沉积二氧化硅薄膜的超疏水表面[A];中国化学会第28届学术年会第10分会场摘要集[C];2012年
4 刘玮;卢士香;徐文国;;锌基底表面超疏水薄膜的制备和表征[A];第十六届全国分子光谱学学术会议论文集[C];2010年
5 张靓;赵宁;徐坚;;氰基丙烯酸甲酯聚合一步制备超疏水涂层[A];2011年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2011年
6 张燕;李文;马福民;丁一刚;;一步浸泡法制备微米结构的超疏水锌表面[A];中国化学会2013年中西部地区无机化学化工学术研讨会论文集[C];2013年
7 杨昊炜;肖斐;;溶胶凝胶法制备有机硅氧烷超疏水薄膜及其热稳定性研究[A];第七届中国功能材料及其应用学术会议论文集(第5分册)[C];2010年
8 廖张洁;朱钟鸣;郭宏磊;彭懋;;透明抗静电超疏水材料的制备[A];2010年全国高分子材料科学与工程研讨会学术论文集(下册)[C];2010年
9 张继琳;韩艳春;;超疏水-超亲油单分子层表面的制备[A];2005年全国高分子学术论文报告会论文摘要集[C];2005年
10 陈医嘉;徐文国;卢士香;;超疏水膜制备方法的研究进展[A];中国化学会第26届学术年会纳米化学分会场论文集[C];2008年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李坤泉;超疏水表面的构造和有机/无机杂化超疏水涂层的制备与性能研究[D];华南理工大学;2015年
2 刘秦;微机电系统材料表面疏水/超疏水薄膜的制备及功能特性研究[D];华南理工大学;2015年
3 姚同杰;超疏水材料的制备与应用[D];吉林大学;2009年
4 范友华;超疏水涂层的制备及其在模拟环境中的防腐蚀性能研究[D];中南大学;2014年
5 王媛怡;冷凝现象对超疏水表面主动防冰/疏冰功能的影响及验证[D];南京大学;2015年
6 阮敏;铝基超疏水材料的制备及其抗覆冰性能的实验和理论研究[D];武汉大学;2013年
7 屈孟男;从自然到仿生:超疏水材料制备方法研究[D];兰州大学;2008年
8 王会杰;超疏水功能界面的制备及应用[D];中国科学技术大学;2015年
9 郗金明;超疏水、超双疏材料的制备与研究[D];中国科学院研究生院(国家纳米科学中心);2008年
10 杨周;仿生超疏水功能表面的制备及其性能研究[D];中国科学技术大学;2012年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 江培国;功能化超疏水材料的制备[D];华南理工大学;2015年
2 姚凯;超疏水薄膜的制备及其应用研究[D];华南理工大学;2015年
3 范少涛;仿生超疏水表面滑移流动减阻的数值研究[D];华南理工大学;2015年
4 刘峰;提高超疏水性生物质基材料稳定性和耐久性的研究[D];东北林业大学;2015年
5 巢光华;铝合金超疏水膜的制备及防护性能研究[D];湖南工业大学;2015年
6 张先营;仿生超疏水表面的制备及其润湿性研究[D];苏州大学;2015年
7 戎晨;基于石墨稀疏水自清洁表面的构筑与研究[D];苏州大学;2015年
8 张晓艳;超疏水皮革涂层构筑的研究[D];陕西科技大学;2015年
9 唐永强;含氟纳米杂合涂层的制备及其超疏水与防覆冰性能[D];浙江大学;2015年
10 韩庆雨;多尺度功能化Fe_3O_4及其聚合物超疏水复合涂膜的制备与性能研究[D];杭州师范大学;2015年
中国重要报纸全文数据库 前6条
1 科信;超疏水塑料薄膜研制成功[N];中国化工报;2004年
2 王启兵;超疏水纳米二氧化硅研制成功[N];中国化工报;2006年
3 记者 李峰;兰州化学物理研究所获得两项发明专利[N];甘肃日报;2011年
4 宋丽;洗涤技术的革命[N];山东科技报;2001年
5 华凌;澳开发出超疏水防雾纳米结构[N];科技日报;2014年
6 陈功;超双疏阵列碳纳米管膜研制成功[N];中国有色金属报;2002年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978