木质家具绿色防护新策略:氟烷基硅烷改性构建化学稳健超双疏涂层
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时间:2025年10月14日
来源:Journal of Cleaner Production 10
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本文推荐一种基于氟烷基硅烷修饰的仿生超双疏涂层技术,通过分子设计将Si-Ti@PDMS溶胶与氟硅烷整合,在木材表面实现双液拒斥功能。该涂层具有微纳分级结构(Rq=271 nm)和超低表面能,水接触角(WCA)达159.2°,滑动角(SA)为1°,对乙二醇和油酸接触角分别为152.1°和141.9°。其显著优势在于耐酸碱腐蚀、抗有机溶剂、紫外老化及机械磨损等理化稳定性,同时满足家具行业耐热冲击、抗冲击和耐磨标准,兼具零VOC排放的自清洁防污机制,为木质家具绿色制造提供创新方案。
超疏水材料表面的防护性能主要受粗糙表面结构和低表面能影响(Mathew et al., 2024; Pan et al., 2021)。如图1a-b示意图所示,该图展示了S-wood粗糙表面结构和低表面能的制备过程与机制。P-wood表面相对光滑且含有亲水基团,具有发达的多孔结构,使其具备较强的吸湿和吸水能力。
Fabrication and surface wettability analysis
超疏水材料表面的防护性能主要受粗糙表面结构和低表面能影响(Mathew et al., 2024; Pan et al., 2021)。如图1a-b示意图所示,该图展示了S-wood粗糙表面结构和低表面能的制备过程与机制。P-wood表面相对光滑且含有亲水基团,具有发达的多孔结构,使其具备较强的吸湿和吸水能力。
本研究通过理性设计氟化Si-Ti@PDMS纳米复合材料,为可持续木材保护建立了范式转变的方法。主要结论如下:
(1) S-wood表面的WCA和SA分别为159.2°和1°。与C-wood相比,WCA显著增加,表明超疏水改性可进一步提升木材表面的疏水性。对乙二醇和油酸的接触角分别可达152.1°和141.9°。
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