天然多酚共价-无机涂层绿色构建机械增强型超疏水木材及其耐久性研究

本研究创新性地利用天然植物多酚（单宁酸/没食子酸）与BaSO4构建多尺度疏水涂层，通过席夫碱（Schiff base）、迈克尔加成（Michael addition）等动态共价键协同作用，赋予木材超疏水性（WCA 151.2°-155.4°）、自清洁、抗化学腐蚀及机械耐磨（10次磨损后WCA>136.7°）等特性，为绿色木材功能化提供新策略。

　　

Highlight

化学结构分析

如图2(I)所示，原木在3333 cm^?1和1025 cm^?1处显示典型羟基峰。经一步法改性后，单宁酸引入大量酚羟基，在3331 cm^?1出现强宽峰。2920 cm^?1和2853 cm^?1为十八胺/己二胺烷基链的-CH₃和-CH₂伸缩振动峰，1593 cm^?1和1505 cm^?1对应C=N与C-N键特征峰，1234 cm^?1和1226 cm^?1则证实了动态共价键的形成。

结论

本研究以天然植物多酚和重晶石（BaSO₄）为原料构建疏水层，通过组装策略对杨木进行疏水改性，获得具有卓越自清洁和耐磨性能的新型材料。改性木材在三个切面均实现稳定超疏水性（接触角151.2°-155.4°），即使经过24小时有机溶剂浸泡或10次机械磨损，接触角仍保持在136.7°以上。