紫外辐射是木制品在野外常常运用时面对的最主要应战之一。开发具有强抗紫外功用的超疏水木材能够有用抵挡紫外辐射对木材的降解,防止木材长期在野外露出所产生的褪色及尺度安稳性差等问题。开发超强抗紫外的超疏水改性木材可延长木材惯例运用的寿数,削减保护本钱,契合可继续和低碳展开理念,为木材野外使用归纳功用改进供给了可行途径,对促进木材加工工业高水平质量的展开具有极端重大意义。
近期,西南林业大学高伟教授团队经过室温硫化硅橡胶(RTV)和乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)等系列复合改性,在实木外表成功构建了超强抗紫外改性涂层。
图1 超疏水木材外表改性:(a)构建模型;(b)制备工艺;(c)抗紫外机理及成果
改性木材的化学耐久性,特别是耐酸碱性如图3所示。改性木材对全pH规模的酸性和碱性液滴均体现了杰出的超疏水性(CA≥150°,如图3(a)(b)所示)。除酸、碱液滴实验外,将改性木材在强酸和强碱(pH = 1和pH = 13)溶液中浸泡不一起长,再进行水接触角测验,依据成果得出,改性阔叶材榉木和针叶材樟子松均出现了优秀的耐酸碱才能,特别是超疏水改性后的樟子松即便在强酸和强碱溶液中浸泡48小时,水接触角和翻滚角测验成果均很安稳(见3(e))。
图3 耐化学安稳性:(a、b、c)改性材(榉木、樟子松)在不同pH值的酸碱液滴定后的接触角以及疏水实物图;(d、e)改性样品的接触角和翻滚角跟着在强酸强碱溶液中浸泡时长的添加而改变的状况
改性木材在340nm波长紫外灯接连辐照132天(3168 h)后,水接触角仍保持在150°以上(图4(b))。
图4 (a)改性木材随紫外辐照时长的添加,接触角和翻滚角的改变状况;(b)现有文献中木材接连抗紫外辐照时长比照;(c)紫外辐照前后资料与改姓材的对照图;(d)紫外辐照设备;(e、f)榉木与樟子松在紫外辐照前后的资料与改性材的色度图
本研讨立异性地提出了一种改进实木外表超疏水耐久性的思路,选用Cu 2(OH) 3Cl纳米颗粒、环氧树脂、VTES和RTV改性木材,不只成功取得了超疏水、防污和自清洁功用,并且一起取得了优异的耐久性,包含化学耐久性、砂纸耐磨性、耐水冲和胶带脱落安稳性。最明显的是,在紫外线小时后,改性样品外表色彩简直未产生任何改变,展现了迄今为止木材外表改性研讨范畴已揭露报道的最佳抗紫外辐射作用,是该范畴的重要研讨进展。该作业以“Optimization of durable superhydrophobic wood with superstrong Ultraviolet resistance and chemical stability”为题,宣布在《 Chemical Engineering Journal》(中科院一区Top,IF=15.1)上。高伟教授为论文通讯作者,2021级硕士研讨生刘倩和2022级硕士研讨生王柏淯为论文一起榜首作者,其他作者包含资料与化学工程学院硕士研讨生王玲玲、杨阳以及学院杨龙研讨员、杜官本教授和北京林业大学高强教授。该研讨得到了国家自然科学基金(32260360),云南省使用基础研讨重点项目(202201AS070027),云南省“兴滇英才”方案青年优秀人才专项(80201402)的赞助。
西南林业大学高伟教授团队近年来致力于木质先进功用资料基础研讨和使用开发,在实木锯材、工程木质复合资料外表超疏水、自清洁、抗紫外、抗老化以及木质油水别离资料、光催化降解有机染料、甲醛和VOCs等木质功用资料范畴展开了一系列研讨,已在Chem Eng J、ACS Sustain Chem Eng、Appl Surf Sci、J Environ Manage、Ind Crop Prod、Holzforschung、Wood Sci Technol等SCI期刊宣布学术论文60余篇,部分研讨成果已开端开端在企业转化,培养了多名硕士研讨生取得国家留学基金委和国外高水平大学全额奖学金赞助攻读博士学位。
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