一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)領(lǐng)域，具體涉及一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]國(guó)內(nèi)外在研宄土壤和木材關(guān)系的時(shí)候，一般都是將土壤改性處理，多集中于微觀的納米材料、復(fù)合材料、表面性能研宄，并通過(guò)XRD、SEM、TEM和FTIR等進(jìn)行表征。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]綜上所述，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，對(duì)伊蒙粘土進(jìn)行改性處理后，集中在雙微觀表面顆粒性能研宄上，并通過(guò)上述同樣手段進(jìn)行表征。最終實(shí)現(xiàn)在木材表面的超疏水結(jié)構(gòu)的制備和性能的表征。
[0004]本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下:一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，包括如下的步驟:
[0005](I)以天然的伊蒙粘土為原料，改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土 ；
[0006](2)將制得的疏水性能的伊蒙粘土直徑定向控制，制備出包括納米級(jí)和微米級(jí)的雙微觀顆粒，納米級(jí)的顆粒的粒徑在20-500nm之間，微米級(jí)顆粒的粒徑在5_15 μπι之間；
[0007](3)將制備出雙微觀顆粒通過(guò)真空吸附在木材表面或浸漬在木材表面，從而在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)。
[0008]進(jìn)一步，改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土的步驟如下:
[0009](I)稱取提純后的伊蒙粘土，配制12%料漿溶液；
[0010](2)加熱至75°C，加入伊蒙粘土質(zhì)量8%的Na2CO3，調(diào)節(jié)pH值在為9.2-10.9之間；
[0011](3)攪拌加熱，100°C下恒溫反應(yīng)0.5-24h，冷卻至室溫；
[0012](4)離心水洗，在75°C條件下烘干，研磨備用；
[0013](5)稱取制備伊蒙粘土 10.00g，加入60mL蒸餾水，加入含有10.0m mo I N，N，N-三甲基-1-十六烷基溴化銨水溶液20mL，調(diào)節(jié)pH值在6.5-7.5之間；
[0014](6)在100°C下反應(yīng)0.5_24h，冷卻至室溫后離心去溶劑，反復(fù)用蒸餾水洗滌，直至AgNCVl^IlJ 無(wú) Br-；
[0015](7)烘干，研磨，制得改性伊蒙粘土。
[0016]進(jìn)一步，將制備出雙微觀顆粒通過(guò)真空吸附并冷壓在木材表面的步驟如下:
[0017](I)將制備出雙微觀顆粒粘附于木材表面；
[0018](2)放入真空罐中抽取真空后冷壓密實(shí)。
[0019]進(jìn)一步，將制備出雙微觀顆粒通過(guò)浸漬在木材表面的步驟如下:
[0020](I)先浸漬木材；
[0021](2)在細(xì)胞壁吸附水作用下水解得到溶膠，通過(guò)溶膠與木材細(xì)胞壁中纖維素大分子發(fā)生鍵合作用構(gòu)建超疏水界面。
[0022]本發(fā)明的有益效果是提供一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，將改性后的伊蒙粘土附著于木材表面，均勻形成雙微觀超疏水的結(jié)構(gòu)，與蒸餾水的接觸角多150°，滾動(dòng)接觸角<10°，具備超疏水性能。
【具體實(shí)施方式】
[0023]以下結(jié)合具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。
[0024]改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土
[0025]以天然的伊蒙粘土為原料，經(jīng)過(guò)鈉化處理與N，N，N-三甲基-1-十六烷基溴化銨采用濕法工藝合成改性伊蒙粘土。稱取提純后的伊蒙粘土 50.00g，配制12%料漿溶液，加熱至75°C，加入伊蒙粘土質(zhì)量8%的Na2CO3，調(diào)節(jié)pH值在為9.2-10.9之間，攪拌加熱，100°C下恒溫反應(yīng)0.5-24h，冷卻至室溫，離心水洗，在75°C條件下烘干，研磨備用。稱取制備伊蒙粘土 10.00g，加入60mL蒸餾水，加入含有10.0m mo I N，N，N-三甲基-1-十六烷基溴化銨水溶液20mL，調(diào)節(jié)pH值在6.5-7.5之間，在100°C下反應(yīng)0.5_24h，冷卻至室溫后離心去溶劑，反復(fù)用蒸餾水洗滌，直至AgNO3檢測(cè)無(wú)Br-，烘干，研磨，制得改性伊蒙粘土。
[0026]利用FTIR、XRD、SEM和TG-DTA等手段對(duì)改性伊蒙粘土的結(jié)構(gòu)性能以及微觀形貌進(jìn)行測(cè)試，分析陽(yáng)離子表面活性劑與伊蒙粘土的作用機(jī)理。
[0027]③疏水顆粒的定向控制
[0028]將溶膠法制得的粒子用FTIR確定其性質(zhì)；且用TEM觀察其形態(tài)和大??；將所得的產(chǎn)物裝入潔凈的石英玻璃管中，小心擦凈管的外表面。放入動(dòng)態(tài)激光散射系統(tǒng)的樣品臺(tái)上，用控溫器將其溫度準(zhǔn)確地控制在20±0.1°C。待樣品穩(wěn)定后，以180s的時(shí)間間隔作為測(cè)量時(shí)間，測(cè)量其散射光強(qiáng)1、粒徑大小和粒徑分布圖。每個(gè)樣品測(cè)量三次，取其平均值。定向制備出雙微觀顆粒，納米粒徑在20?500nm之間，微米級(jí)直徑在5?15 μπι之間。
[0029]④浸漬獲得超疏水結(jié)構(gòu)
[0030]先浸漬木材，然后在細(xì)胞壁吸附水作用下水解得到溶膠，通過(guò)溶膠與木材細(xì)胞壁中纖維素大分子發(fā)生鍵合作用，得到既能保持木材外觀特征，又有良好的力學(xué)、阻燃、尺寸穩(wěn)定性的復(fù)合材料。SEM觀測(cè)表面形貌；XPS觀察表面元素及形態(tài)；FTIR觀察官能團(tuán)；XRD檢測(cè)結(jié)晶情況；接觸角測(cè)定儀觀測(cè)其疏水情況?？疾祀p微觀結(jié)構(gòu)，納米顆粒級(jí)顆粒(20?500nm)、微米級(jí)顆粒(5?15 μπι)用量的比例及混合情況。表征其接觸角在150°以上，
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，包括如下的步驟: (1)以天然的伊蒙粘土為原料，改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土； (2)將制得的疏水性能的伊蒙粘土直徑定向控制，制備出包括納米級(jí)和微米級(jí)的雙微觀顆粒，納米級(jí)的顆粒的粒徑在20_500nm之間，微米級(jí)顆粒的粒徑在5_15 μπι之間； (3)將制備出雙微觀顆粒通過(guò)真空吸附在木材表面或浸漬在木材表面，從而在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土的步驟如下: (1)稱取提純后的伊蒙粘土，配制12%料漿溶液；(2)加熱至75°C，加入伊蒙粘土質(zhì)量8%的Na2CO3，調(diào)節(jié)pH值在為9.2-10.9之間； (3)攪拌加熱，100°C下恒溫反應(yīng)0.5-24h，冷卻至室溫； (4)離心水洗，在75°C條件下烘干，研磨備用； (5)稱取制備伊蒙粘土10.00g，加入60mL蒸餾水，加入含有10.0m mo I N, N，N-三甲基-1-十六烷基溴化銨水溶液20mL，調(diào)節(jié)pH值在6.5-7.5之間； (6)在100°C下反應(yīng)0.5-24h，冷卻至室溫后離心去溶劑，反復(fù)用蒸餾水洗滌，直至AgNCVl^IlJ 無(wú) Br-； (7)烘干，研磨，制得改性伊蒙粘土。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，將制備出雙微觀顆粒通過(guò)真空吸附在木材表面的步驟如下: (1)將制備出雙微觀顆粒粘附于木材表面； (2)放入真空罐中抽取真空后冷壓密實(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，其特征在于，將制備出雙微觀顆粒通過(guò)浸漬在木材表面的步驟如下: (1)浸漬木材； (2)在細(xì)胞壁吸附水作用下水解得到溶膠，通過(guò)溶膠與木材細(xì)胞壁中纖維素大分子發(fā)生鍵合作用構(gòu)建超疏水界面。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，包括如下的步驟：(1)以天然的伊蒙粘土為原料，改性處理得到疏水性能的伊蒙粘土；(2)將制得的疏水性能的伊蒙粘土直徑定向控制，制備出包括納米級(jí)和微米級(jí)的雙微觀顆粒，納米級(jí)的顆粒的粒徑在20-500nm之間，微米級(jí)顆粒的粒徑在5-15μm之間；(3)將制備出雙微觀顆粒通過(guò)真空吸附在木材表面或浸漬在木材表面，從而在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)。本發(fā)明的有益效果是提供一種伊蒙粘土在木材表面構(gòu)建超疏水結(jié)構(gòu)的方法，將改性后的伊蒙粘土附著于木材表面，均勻形成雙微觀超疏水的結(jié)構(gòu)，與蒸餾水的接觸角≥150°，滾動(dòng)接觸角≤10°，具備超疏水性能。
【IPC分類】C01B33-40, B27K3-02, B27D1-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104552512
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410849406
【發(fā)明人】高偉, 賀佩民
【申請(qǐng)人】南寧銀杉實(shí)業(yè)有限責(zé)任公司, 廣西大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年4月29日
【申請(qǐng)日】2014年12月31日