《竹材的表面潤(rùn)濕性》ppt課件

1、竹材的外表潤(rùn)濕性竹材資源的現(xiàn)狀 優(yōu)點(diǎn)： 1-竹子是一種繁衍再生才干非常強(qiáng)的生物質(zhì)資源，是陸地森林生態(tài)系統(tǒng)的重要組成部分，具有一次性成林、長(zhǎng)期利用、成材周期短、產(chǎn)量高、用途廣、效益好、速生豐產(chǎn)、再生才干強(qiáng)等特點(diǎn)。 2-竹子具有的高強(qiáng)度、好韌性、大硬度等特點(diǎn)，使之成為工程 構(gòu)造資料的理想原料。 3-竹子生長(zhǎng)快，成材早，并切枝葉繁茂，根系興隆，具有調(diào)理大自然氣候，涵養(yǎng)水源，防止水土流失，防風(fēng)固沙、防沖減災(zāi)、調(diào)理氣候、凈化空氣、減少噪音等功能。 缺陷： 1-竹材浸透性差、顏色單一、膠合性能弱，且外表易于霉變等缺陷，制約了竹材的加工利用。 總結(jié)： 世界森林資源越來(lái)越短缺，但竹材卻未得到充分利用。假設(shè)可以

2、充分開掘 和利用竹材本身的界面特性，到達(dá)竹材高效利用的目的，為竹木復(fù)合、竹木膠合等竹材工業(yè)化消費(fèi)利用提供科學(xué)的實(shí)際根據(jù)。 我們應(yīng)該以竹代木、以竹勝木、以竹代鋼，合理利用竹材，緩解建筑資料，纖維資料短缺的情勢(shì)，這將會(huì)對(duì)我國(guó)的生態(tài)環(huán)境起著重要的維護(hù)作用。研討的主要內(nèi)容 毛竹材外表潤(rùn)濕性 1-本研討從毛竹材的幼齡階段開場(chǎng)，對(duì)不同發(fā)育階段的毛竹材外表潤(rùn)濕性變化進(jìn)展分析。 2-比較不同液體在4年生和6年生毛竹材外表的潤(rùn)濕程度 。 3-同時(shí)，研討熱處置對(duì)4年生毛竹材外表潤(rùn)濕性的影響。毛竹材外表潤(rùn)濕性 潤(rùn)濕性是指液體在固體外表的分散。竹材的潤(rùn)濕性所表征的是液體水、膠粘劑、拒水劑、油漆涂料及各種改性竹材的處置

3、溶液等與竹材接觸時(shí)，液體在竹材外表潤(rùn)濕、鋪展及粘附的難易程度和效果。竹材的外表性是一種重要的界面特性，也是衡量竹材膠合性能的重要目的。 通常，竹材潤(rùn)濕性的高低以液滴在竹材外表上構(gòu)成的接觸角或接觸角的余弦cos的大小來(lái)表征，在固、液、氣三相的交界處做液體外表的切線與固體外表的切線，兩切線經(jīng)過液體內(nèi)部所構(gòu)成的夾角即稱為接觸角。當(dāng)0o90o，0cos1時(shí)，液體在竹材外表上構(gòu)成扁平狀，表示液體能部分潤(rùn)濕竹材；當(dāng)=0o時(shí)，表示液體能全部潤(rùn)濕竹材；90o,cos0時(shí)，液滴在竹材外表上構(gòu)成滾珠狀，表示液體不能潤(rùn)濕竹材。 接觸角是表示木材潤(rùn)濕性最直觀的參數(shù)，本章用接觸角的大小表示液體在竹材外表的潤(rùn)濕程度,由于

4、竹材外表潤(rùn)濕性對(duì)界面膠結(jié)、外表涂飾和各種改性處置工藝竹材的工業(yè)化外表潤(rùn)濕性的影響有重要意義，故我們利用接觸角對(duì)毛竹材潤(rùn)濕性進(jìn)展研討。實(shí)驗(yàn)預(yù)備實(shí)驗(yàn)資料： 選取立地條件根本一樣，具有代表性的4個(gè)月生，1年生，2年生，4年生，6年生，8年生，10年生毛竹。 8年生和10年生竹材分別采集4株，其他5個(gè)竹齡均選取17株。 為了使不同竹齡毛竹的外表性質(zhì)之間具有可比性，所選用的毛竹材胸徑大致相近，均在10cm左右。 整根竹材齊地砍伐，取8m以下部位；每株在1.5m、3.5m、5.5m、7.5m整節(jié)處截?cái)啵环謩e作為基部、下、中、上幾個(gè)部位的試材，一年以內(nèi)的嫩竹不按上中下分段，編號(hào)運(yùn)回，并氣干待用。試樣制備：

5、不同竹齡的竹材試樣均選取竹肉部分，根據(jù)規(guī)定的方法進(jìn)展制造試件。試件尺寸加工成50mm20mm2mm軸向弦向徑向，其中6年生竹材試件27個(gè)，其他5個(gè)竹齡的試件個(gè)數(shù)均為9個(gè)。實(shí)驗(yàn)預(yù)備實(shí)驗(yàn)試劑： 蒸餾水實(shí)驗(yàn)室制備；二碘甲烷：分析純，凝固點(diǎn)5-6，分子量267.84；甲酰胺：分析純，含量99.0%，比重1.131-1.134，凝固點(diǎn)2。 注釋： 1-由于竹材構(gòu)造不均勻，竹壁外層是一層組織致密、質(zhì)地鞏固、外表光滑的竹青，竹青上附有一層蠟質(zhì)，因此水和膠粘劑的潤(rùn)濕性較差。竹壁內(nèi)側(cè)為竹黃，其組織疏松、脆弱。竹青和竹黃之間部分的竹肉是竹材加工利用的主要部分。 2-實(shí)驗(yàn)通常用的三種液體為蒸餾水、甲酰胺和二碘甲烷。

6、其中蒸餾水和甲酰胺為極性液體，前者呈酸性特征，后者為堿性液體，二碘甲烷為非極性液體。實(shí)驗(yàn)方法 蒸汽介質(zhì)熱處置 本章采用蒸汽介質(zhì)熱處置工藝，這種處置方法是改善竹材顏色、耐久性和潤(rùn)濕性能的有效方法之一，是一種環(huán)境友好型工藝。熱處置過程閱歷了先升高再保溫最后再降溫的五個(gè)過程，如圖2-1所示。接觸角的測(cè)定 本實(shí)驗(yàn)采用直接丈量法中的液滴法，即用照相機(jī)照相和計(jì)算機(jī)自動(dòng)處置，計(jì)算竹材外表的接觸角。利用CA-W型全自動(dòng)接觸角測(cè)定儀對(duì)試件進(jìn)展測(cè)定，每滴完1滴液體后，樣品臺(tái)自動(dòng)挪動(dòng)至下一個(gè)點(diǎn)進(jìn)展測(cè)試。每個(gè)試件上測(cè)試5個(gè)點(diǎn)的接觸角，計(jì)數(shù)為液滴與固體外表接觸0秒的接觸角值，這是構(gòu)成液滴的初期，被以為處于熱動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定形

7、狀。 測(cè)定之前先對(duì)一切試件進(jìn)展恒溫恒濕20，65%的條件7天，將其含水率調(diào)整約至12%。蒸餾水用于測(cè)定不同竹齡竹材的接觸角，分別用蒸餾水、甲酰胺和二碘甲烷測(cè)定4年生和6年生竹材的接觸角。不同竹齡毛竹材外表潤(rùn)濕性變化不同液體在熱處置竹材外表的接觸角不同液體在竹材外表的接觸角熱處置對(duì)毛竹材外表潤(rùn)濕性的影響 由圖3-4可看出，處置溫度為180時(shí)，竹材外表接觸角隨熱處置時(shí)間的延伸而增大。 在熱處置過程中，竹材主要化學(xué)組分，纖維素、半纖維素和木質(zhì)素受熱后以不同的方式降解，纖維素和木質(zhì)素比半纖維素降解慢，并需求較高的溫度。 這個(gè)結(jié)果是由于熱處置溫度在200以下，竹材的化學(xué)組分含量變化趨勢(shì)較平緩，半纖維首先

8、發(fā)生熱降解。隨著時(shí)間的延伸，半纖維素和纖維素?zé)峤到夥错懠觿?，使得竹材外表的羥基含量減少，液體在竹材外表的接觸角增大，外表潤(rùn)濕性減弱，在20以下，半纖維熱降解較纖維素活潑。熱處置對(duì)毛竹材外表潤(rùn)濕性的影響 由圖3-5可看出，熱處置溫度為220時(shí)，竹材外表接觸角隨著時(shí)間的延伸減小。 在200以上，纖維素和木質(zhì)素降解加速，半纖維素、纖維素和木質(zhì)素的相對(duì)含量變化均有了明顯的變化。 由于在220/1h時(shí)熱處置竹材細(xì)胞壁化學(xué)組分發(fā)生熱降解反響最猛烈，220/3h時(shí)的熱處置竹材的吸收強(qiáng)度減弱，闡明竹材的半纖維素、木質(zhì)素的熱降解反響減弱，引起液體在竹材表的接觸角減小，潤(rùn)濕性加強(qiáng)。熱處置對(duì)毛竹材外表潤(rùn)濕性的影響熱

9、處置對(duì)毛竹材外表潤(rùn)濕性的影響 從圖3-6，3-7得出，熱處置時(shí)間為1 h時(shí)，竹材外表接觸角隨熱處置溫度的升高而增大；而處置時(shí)間為3 h時(shí)，甲酰胺在其外表的接觸角隨溫度的升高而增大，而蒸餾水和二碘甲烷在竹材外表的接觸角卻隨處置溫度的升高而減小。 結(jié)合表3-2可知，熱處置溫度相對(duì)于熱處置時(shí)間對(duì)熱處置竹材外表接觸角的影響較顯著。因此，熱處置時(shí)間為1h時(shí)，220時(shí)的熱處置材的接觸角比180時(shí)的熱處置竹材的接觸角大，潤(rùn)濕性減弱。處置時(shí)間為3h時(shí)，隨著熱處置溫度的升高，纖維素降解加速；抽提物更易降解，在熱處置過程中從竹材中揮發(fā)出去，竹材外表抽提物減 少，導(dǎo)致液體在竹材外表的接觸角減小，潤(rùn)濕性增大。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 1水在不同竹齡毛竹材外表的接觸角不同；從4個(gè)月到10年生，4個(gè)月竹材外表接觸角較大，僅低于4年生竹材，1年生最小，闡明1年生竹材潤(rùn)濕性最好，2年生竹材潤(rùn)濕性較好，4個(gè)月竹材潤(rùn)濕性較弱，4年生竹材潤(rùn)濕性最弱。 2不同種類液體的外表極性、外表張力、固體含量、粘度等不同，使得液體在竹材外表的潤(rùn)濕程度不一樣。3種潤(rùn)濕液體在熱處置竹材和未處置竹材外表的接觸角大小